数控车床可以加工直螺纹、锥螺纹、端面螺纹。
1.指令格式
G32 X(U) ___ Z(W) ___ F___;
其中:X、Z值是指车削到达的终点坐标;U、W值是指切削终点相对起点的增量坐标;F是指螺纹导程(单位为0.01 mm/min)。
2.运动轨迹
G32刀具路径与G01相同。一般在切削螺纹时,从粗切到精切,是沿同一轨迹多次重复切削。由于在主轴上安装有位置编码器,每次重复切削时起始点和运动轨迹都是相同的,同时要求主轴的转速必须是恒定的。由于伺服电机由静止到匀速运动有一个加速过程,反之,则为降速过程。为防止加工螺纹螺距不均匀,车削螺纹前后,必须有适当的进刀段1δ和退刀段 2δ。按下面公式计算:
δ1=n×P/400,δ2=n×P/1 800
式中:n为主轴转速,r/min;P为螺纹导程,mm。
由以上公式所计算而得的δ1和δ2是理论上所需的进、退刀量,实际应用时一般取δ1=2~5 mm,δ2=(1/4~1/2)δ1,运动轨迹如图4-48所示。
图4-48 G32切削螺纹轨迹
3.注意事项
(1)主轴应通过G97指令指定恒转速,在保证生产效率和正常切削的情况下,宜选择较低的主轴转速。切削螺纹时,为能加工到螺纹小径,车削时Z轴的直径值逐次减少,若使用G96恒线速度控制指令,则工件旋转时,其转速会随切削点直径减少而增加,这会使F导程指定的值产生变动(因为F值的单位是mm/r,会随转速而变化)从而发生乱牙现象。
(2)当螺纹加工程序段中的导入长度1δ和切出长度 2δ比较充裕时,可选择适当高些的主轴转速。
(3)螺纹加工时最简单的方法是进刀方向指向卡盘,若使用左手刀具加工右旋螺纹,进刀方向也可远离卡盘,反之亦然。
(4)通常情况下车螺纹时主轴转速应按其机床或数控系统说明书中规定的计算式进行确定,其计算式为:
n螺≤(1200/P)-80
(5)牙型较深、螺距较大时,可分数次进给,每次进给的背吃刀量用螺纹深度减去精加工背吃刀量所得之差按递减规律分配。常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量参考表4-8。
表4-8 常用公制螺纹切削的进给次数与背吃刀量(双边) 单位:mm
【例4-6】如图4-49所示,在数控车床上欲车削普通螺纹M40×1.5,用G32指令编程。
图4-49 例4-5
螺纹刀对刀(www.xing528.com)
解:
(1)确定工件坐标系和对刀:
在XOZ平面内确定以工件右端面轴心线上点为工件原点,建立工件坐标系,采用手动试切对刀方法对刀。
(2)决定主轴转速:
n的取值应适合机床的要求:
n螺≤(1200/P)-80
计算得知:n螺≤720 r/min可使用,一般取整数较方便,故取700 r/min车削螺纹。
(3)加工前螺纹大径和底径的计算方法:
螺纹大径=公称直径-0.13×螺距=40-0.13×1.5=39.805
螺纹底径=螺纹大径-(1.1~1.3)×螺距=39.805-1.3×1.5=37.855
(4)计算进刀段δ1及退刀段δ2:
δ1=n×P/400=800×1.5/400=3(mm) 取:δ1=4 mm
δ2=n×P/1 800=800×1.5/ 1 800=0.67(mm) 取:δ2=2 mm
(5)切削用量选择:
查表得需分4次切完,每一次切深为:0.8 mm、0.6 mm、0.4 mm、0.15 mm(查表值为0.16 mm,但切削后小于底径,故取0.15 mm)。
假定毛坯已经加工成相应尺寸台阶轴,具备退刀槽,仅编制螺纹加工部分。程序见表4-9。
表4-9 程序
续表
※翻转课堂:让同学们画出螺纹加工走刀路线图。
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