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如何用数控车床加工变螺距螺杆


        在数控车床上加工变导程螺纹的方法与技巧。变螺距螺杆在生产中应用较多,如在塑料、造纸等行业使用的挤出设备中,变螺距螺杆是关键零部件,它挤出性能优良,可以实现物料送进速度的调整及物料送进位置的改变。

变导程螺纹的特
        变导程螺纹的每一个导程都是变化的,或递增,或递减,按照螺纹的外形可分为槽等宽牙变螺纹和牙等宽槽变螺纹两种。

变导程螺纹图例
数控车床中变导程螺纹加工指令
        在广州数控980TD系统中,有变导程螺纹切削功能。
        格式:G34X—Z—F—R—;
        其中:X、Z:螺纹切削终点的绝对坐标值。
        F:第一个导程。
        R:主轴每转螺距的增量值或减量值。

变导程螺纹刀具分析
1.刀具材料选择
        由于此变导程螺纹为矩形螺纹,槽宽及深度都较大,在加工时切削刃接触长度长,受力大,车刀故为高速钢W18Cr4V2。
2.刀具角度选择
        刀具外形为矩形,粗车刀刀头宽度为4.6 mm,精车刀刀头宽度为5 mm。
        粗车刀具前角选择10°左右,左侧后角为(3°~5°)+Ψ最大,右侧后角为(3°~5°)-Ψ最大。精车刀具前角选择0°,后角与粗车刀具相同。其中,Ψ最大为螺纹最大导程顶径处的螺旋升角。中槽等宽牙变导程螺纹刀的螺旋升角计算:tanΨ最大=7.64°
3.刃磨刀具
        粗车刀刀宽为4.5 mm左右,在前刀面上主切削刃及两副切削刃上开切削槽,保证前角10°左右,保证后角6°~8°,左侧副后角12°左右,右侧副后角-3°左右。精车刀刀宽严格保证5 mm,前角为0°,后角与粗车刀同。

加工槽等宽牙变导程螺纹
        考虑零件在加工过程中装夹的稳定性及保证加工精度,采用“一夹一顶”的装夹方式,加工右端Φ20、Φ28两外圆柱及变导程螺纹部分。在加工螺纹以前,
        刀具定位的位置必须指定在距螺纹右端面一个基本导程距离的地方,以保证车削零件时螺纹第一道牙的导程为5mm。在此处,变螺纹第一道螺纹导程为7mm,故基本导程等于此值减去螺纹增量2mm,为5mm,所以螺纹的定位应该在距螺纹右端面5mm位置处。

数控车床加工变螺距螺杆程序实例节选:
        O1;M3S100;T0101;G00 X50 Z-17; M98 P501001;O1001; G00 U-12.1 ; G34 U0 Z-92 F3R2 ; G00 U12;Z-14 ;M99;

加工牙等宽槽变导程螺纹
        加工牙等宽槽变螺纹比槽等寬牙变螺纹要复杂得多,要车成变槽宽,只能是在变导程车削的过程中使刀具宽度均匀变大才能实现,不过这是不可能实现的。实践证明,可通过改变导程F和相应的起刀点来赶刀,逐渐完成车削。

数控车床加工变螺距螺杆粗加工程序实例:
        O2002;G00 X200Z10;T0101 M08;M03 S100 ;G00 X50Z-12;M98 P501001;G00 X50 Z-13 ;M98 P602002;G00 X50 Z-14 ;M98 P502002 ;G00 X200 Z10 ; M05 ; M30 ; O3003; G00 U-12.1 ; G34 U0 Z-74 F9 R2; G00 U12 ; Z-12 ; M99; O3002; G00 U-12.1; G34 U0 Z-74 F8 R2 ; G00 U12; Z-13;M99 ; O4004; G00 U-12.1; G34 U0 Z-74 F7 R2; G00 U12;Z-14;M99;
注:精车时只需更换精加工刀具,程序同粗车程序。

加工变导程螺纹注意事项
        1.根据不同的要求合理选择刀具宽度,精车刀应与最小导程的槽等宽;
        2.据不同情况正确设定变螺纹F初始值和起刀点的位置,即基本导程值;
        3.加工过程如发现牙宽与理论尺寸不符,可通过更改定位坐标值及基本导程值来赶刀实现,具体赶刀数值及操作根据实际情况而定。

        在机械加工中,利用数控车床进行加工变导程螺纹,不仅可以提高零件的加工精度,而且与使用普通车床相比,辅助加工时间也大大缩短,减轻劳动强度,保证工件质量,充分发挥了子程序的功能,以简单的数控加工指令进行编程加工,大大简化了加工程序,实现了复杂特种螺纹的加工。

参考文献:陈珠海.应用数控车床加工变导程螺纹方法[J].考试周刊2017年52期


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