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加工中心车螺纹车刀

日期：2009年12月22　来源：沈阳第一机床厂　关键字：加工中心
    螺纹按牙形分，主要有三角形、矩形、梯形、锯齿形等几种。车削前应将刀头磨成与螺纹牙形相同的形状。车削时，应保证车刀的轴向位移与工件的角位移成正比。加工中心换句话说，每当工件转一圈时，车刀相应地在轴向移动一个螺距(对于单线螺纹)或一个导程(对于多线螺纹)。
    (一)对螺纹车刀的要求
    螺纹车刀属于成形车刀，要保证螺纹牙型精确，必须正确刃磨和安装车刀。对螺纹车刀的要求主要有以下几点：
    (1)车刀的刀尖角一定要等于螺纹的牙型角。
    (2)精车时车刀的纵向前角应等于零度；粗车时允许有5*～15‘的纵向前角。
    (3)因受螺纹升角的影响，加工中心车刀两侧面的静止后角应刃磨的不相等，进给方向后面的后角较大，机床配件一般应保证两侧面均有3*～5‘的工作后角。 
    (4)车刀两侧刃的直线性要好。
    (二)车刀的装夹
    这里以梯形螺纹车刀的安装为例。梯形螺纹常作为传动螺纹，一般精度要求较高，除刃磨时保证车刀几何形状正确外，车刀安装的正确与否将直接影响精度的高低。若车刀装得过高或过低，机床配件会造成纵向前角和纵向后角变化，不仅车削不顺利，更重要的是会影响螺纹牙型角的正确性，车出的螺纹牙型侧面不是直线而是曲线。如果螺纹车刀安装得高低正确但左右偏斜，这种情况下车出的螺纹牙型半角不对称。
    安装梯形螺纹车刀的方法是：加工中心首先使车刀对准工件中心，保证车刀高低正确，然后用对刀板对刀(最好用万能角度尺)，保证车刀不左右歪斜(见图2—108)。另外车刀伸出不要太长压紧力要适当。其他螺纹车刀的装夹与梯形螺纹车刀相类似，这里不作赘述。
    (三)螺纹的车削方法
    1．三角螺纹的车削
    车削三角螺纹的方法有低速车削和高速车削两种。低速车削使用高速钢螺纹车刀，高速车削使用硬质合金螺纹车刀。低速车削精度高，表面粗糙度小，但效率低。高速车削效率高(可提高15—20倍)，措施合理的情况下也可获得较小的表面粗糙度。因此高速车削螺纹在实践中应用最广。低速车削方法有三种：
    (1)直进法。车削时只用中滑板横向进给，在几次行程中螺纹车成形。这种加工容易保证牙型的正确性，但车削时车刀刀尖和两侧切削刃同时进行切削，加工中心切削力较大，容易产生扎刀现象，因此只用于车削较小螺距的螺纹。
    (2)左右切削法。车削螺纹时，除直进外，同时用小滑板机床配件把车刀向左右微量进给(俗称 “赶刀”)，几次行程后把螺纹车削成形。这种方法车削螺纹时，车刀只有一个侧面进行切削，不仅排屑顺利，而且还不容易扎刀。但注意左右进给量一定要小。
    (3)斜进法。粗车时为操作方便，除直进外，小滑板只向一个方向作微量进给，几次行程车削成形。该方法操作方便、排屑顺利，不易扎刀，但只适于粗车。
    (4)高速车削三角螺纹。该方法只能用直进法，而不能采用左右切削法，否则会拉毛牙型侧面，影响螺纹精度。高速车削时，车刀两侧刃同时参加切削，加工中心切削力较大。为防止振动及扎刀现象，常采用弹性刀杆。
    2．梯形螺纹的车削
    梯形螺纹的车削方法有低速车削和高速车削两种，精度要求高时采用低速车削法。低速车削梯形螺纹有四种方法：
    (1)车削较小螺距(户<4mm)的梯形螺纹，可只用一把梯形螺纹车机床配件刀采用直进法并用少量的左右进给车削成形。
    (2)粗车螺距大于4mm的梯形螺纹时可采用左右切削法或车直槽法。
    (3)粗车螺距大于8mm的梯形螺纹时可采用车阶梯槽的方法。
    (4)粗车螺距大于18mm的梯形螺纹时，由于螺距大、牙槽深、切削面积大，车削比较困难，为操作方便提高车削效率可采用分层切削法。
    以上四种方法只适用于粗车，加工中心精车时应采用带有卷屑槽的精车刀精车成形。高速车削梯形螺纹时，为防止切屑拉毛牙型侧面，不能用左右切削法，只能用直进法。
    (四)车螺纹时的轴向进给距离分析
    在数控车床上车螺纹时，沿螺距方向的Z向进绐应和车床主轴的旋转保持严格的速比关系，因此应避免在进给机构加速或减速的过程中切削。为此要有引入距离6，和超越距离6。6，和6：的数值与车床机床配件拖动系统的动态特性、螺纹的螺距和精度有关。6，一般为2—5mm，对大螺距和高精度的螺纹取大值；6：一般为1—2mm。这样在切削螺纹时，能保证在升速后使刀具接触工件，刀具离开工件后再降速。
    数控车床加工螺纹时，加工中心因其传动链的改变，原则上其转速只要能保证主轴每转一周时，刀具沿主进给轴(多为z轴)方向位移一个螺距即可，不应受到限制。但数控车螺纹时，会受到以下几方面的影响：
    (1)螺纹加工程序段中指令的螺距值，相当于以进给量／(mm／r)表示的进给速度or，如果将机床的主轴转速选择过高，其换算后的进给速度of(mm／min)则必定大大超过正常值。
    (2)刀具在其位移过程的始／终，都将受到伺服驱动系统升／降频率和数控装置插补运算速度的约束，由于升／降频特性满足不了加工需要等原因，则可能因主进给运动产生出的“超前”和“滞后”而导致部分螺牙的螺距不符合要求。
    (3)车削螺纹必须通过主轴的同步运行功能而实现，即车削螺纹需要有主轴脉机床配件冲发生器(编码器)。当其主轴转速选择过高时，加工中心通过编码器发出的定位脉冲(即主轴每转一周时所发出的一个基准脉冲信号)将可能因“过冲”(特别是当编码器的质量不稳定时)而导致工件螺纹产生乱纹[俗称“烂(乱)牙”]。
    鉴于上述原因，不同的数控系统车螺纹时推荐使用不同的主轴转速范围。

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