传统数控车削加工蜗杆
1.刀具的选择
由于所加工的蜗杆全齿高6.6mm,即切削深度为6.6mm,螺距为大螺距9.425mm,加工时背吃刀量很大。因此所产生的切屑很不容易排出螺旋槽,加工时的切削力也很大,在加工的过程中较易产生扎刀现象。为了减小切削力,顺利排出切屑,尽量避免扎刀、崩刀。刀具材料要求韧性好、强度高、容易刃磨,传统上选用高速钢材料。高速钢的红硬性比较低,耐磨性较差,不适合较高的切削速度。为了得到较好的加工精度和表面粗糙度,高速钢的刀具在加工时使用的切削速度和主轴的转速就比较低
2.数控车削加工进刀方法
常用的加工指令有G32、G92和G76三种。
G32为单行程螺纹插补指令,它的特点是适用于小螺距,更多应用于径向进刀方式。G32加工一次螺旋线时,需要4个步骤才能完成,加工一个螺纹进刀次数和所要编制的进刀步骤的程序一致。因此编程人员程序量大,机床加工时间长。
G92螺纹切削单一固定循环指令,其含义与G32相同。G92加工时成为一个循环,与G32相比只需要启动一次就可以完成G32的4个步骤。但是G92编程时,每次都需要输入进刀尺寸,程序编制时需要手工进行分层,编制程序相对繁琐,加工时间长。
G76螺纹切削复合固定循环,采用斜进刀方式,适用大螺距螺纹的加工,而且程序自动进行切削深度调节,吃刀深度递减,不但能很好地保证产品的质量,而且能大大缩短机械加工的生产周期。
G76固定循环的递减原理:**刀△d,*二刀(√2-1)△d,*n刀(√n-√n-1)△d。直到达到△dmin,最后以△dmin加工完螺纹。G76为非模态指令,必须每次*。因此使用G76指令具有优越性。
G76指令格式:
G76 P(m) (r) (a) Q(Δdmin) R(d);
G76X(x) Z(z) R(i) P(k) Q(Δd) F(l);
m: 车加工的次数,取值范围01-99次。
r:刀时(45°)的倒角量,z向距离,取值范围为导程的倍数。单位为0.1导程,用两位数表示,即0.5导程表示为0.5。
△dmin:较小吃刀深度。
d:精加工余量。
a:螺纹牙型角,即刀尖角。有6种牙型角角度:0°,29°,30°,55°,60°,80°,该值由两位数 表示。例60°表示成60。
当精加工2次,倒角量为1倍导程的普通螺纹表示方法:P021060
X_Z_:终点坐标值。
I:螺纹半径差,同G92、G32
K:牙型高度;
△d:**刀精加工深度,不带小数点;
F:导程;
循环中各指令中m,r,a中的0不能省略。
由于G76指令加工的牙型角只提供了6中,没有40°的牙型角可供选择,传统方法是选择40°刀尖角的高速钢刀具,刀头宽1.6mm,;切削参数S=80,较大吃刀深度0.1mm,较小吃刀深度0.03mm;选用G76提供的30°牙型角加工。程序如下:
O1;
T0101;
G0G40X200.Z200.;
G97S80M3;
G0X50.Z10.;
G76 P020030 Q30 R0.04;
G76 X 28.75Z -30 .P6600 Q100 F9.42;
G0X200.Z200.;
M30;
加工状态如图5所示,刀具三个切削刃同时参加切削,切削力非常大,易产生“扎刀”,零件易报废;切屑从三个刀刃口的方向相互挤压刀刃排出,切削热不能及时带走,刀具严重磨损;刀具材料红硬性差,刀具角度变化大,粗加工完后必需换刀才能进行精加工;机床主轴系统受力变形较大,机床进给机构受力大易损坏。