大型内螺纹的旋风铣削加工

 

2018-12-27 04:00

  传统的螺纹加工主要采用螺纹车刀车削螺纹或采用丝锥、板牙手工攻丝及套扣等方法。随着数控加工技术的发展,尤其是三轴联动数控加工技术的出现,使更先进的螺纹加工方式—螺纹的数控铣削得以实现。螺纹铣削加工主要采用数控撞、铣类机床加工中心。对于小直径内螺纹(≤20mm)常用攻丝、套扣等方法来加工;对于材质硬度高、孔数较多的大型精密非标准内螺纹的加工,用这些传统的加工方法则比较困难。英格索尔的NC-120内螺纹旋风铣削加工方法,则很好地解决了用传统方法难以加工的大型精密内螺纹的加工问题。它可严格控制中径公差、减小或消除刀具切削时对牙型的干涉,大大提高了被加工螺纹的精度,并且加工效率高。本文主要介绍旋风铣削的加工工艺方法和编程。

  在数控镗铣类机床上加工大型内螺纹,可采用旋风铣削,其加工原理为:高速旋转的成形铣刀,其刀尖回转圆始终与内螺纹外径处于内接状态,与此同时,刀具绕工件孔轴线°成形刀把与刀尖干涉的金属切除,在工件孔壁上就切出螺纹槽。螺旋运动由数控机床的螺旋插补功能来实现。为防止加工到孔底部时,切屑与刀具的干扰阻挤和加工部位被切屑遮盖,旋风铣削均采用从孔底向外加工的走刀方向。

  在内螺纹的旋风铣削时是借用NC-120装置上的刀片、刀盘和刀杆,其机构如图1所示。并设计制造了一根专用接杆,前面连接NC-120刀杆和刀盘,后面的锥柄与机床主轴连接(图1)。该刀片是可转位、不重磨硬质合金刀片,其尺寸和角度精度较高,可装于铣刀盘,同时装4~6把刀片,组成多刃铣刀盘。通过刀盘尾部的定心柱和螺纹与刀杆联结,又通过刀杆尾部的短锥、键和螺钉,紧固在可装入锥孔的专用刀杆上。该刀具有同时参与切削的刀片多、精度高、耐磨性能好等优点。由于刀具直接连接主轴,在选择刀盘时,主要是考虑加工螺距的大小和螺孔的深浅,螺孔直径不是考虑的主要因素。铣螺纹用的刀具也可自行设计,但其制造精度要满足工作的要求。为保证其牙廓尺寸精度和表面粗糙度,尽可能采用多刃结构。

  内螺纹的牙型尺寸和刀点如图2所示。螺纹标准中规定其牙型是将等腰三角形尖峰削去H/8高度,并以此处作为螺纹公称直径。图2中体现螺纹配合间隙的要求。数控铣削中,为使图2中所示的刀尖A与牙型尺寸中的点B重合,必须计算出螺孔的最大直径D

  式中,H=0.866P,P为螺距,中径公差按其公差值的1/3考虑,则D

  以西门子8系统为例,介绍其数控程序的编制。以子程序形式编写。用R参数代替语句中的数码和数值,能适用于不同直径、不同螺距、不同深度的螺纹加工,具有一定的通用性。程序按刀具中心轨迹编写,所以不需要使用刀补功能。程序可存入机床,使用时,由主程序调用并给出切削用量、初始参数赋值,同时使刀具中心定位在已加工好的底孔上方。

  程序是按加工右旋内螺纹设计的,也可按同样方法编写左旋内螺纹的通用参数子程序。

  用旋风铣削法来加工大型精密内螺纹,能严格控制中径公差,加工精度好,效率高。由于采用了子程序技术,编程较为简便。且对于不同类型的螺纹,只需修改程序中的参数即可,程序可保存于数控系统中,加工时调出,适合于批量生产。我们在型号为XK713型数控机床上采用了旋风铣削加工M200的大型内螺纹,结果表明,用该方法加工,生产效率比用传统方法加工提高了40%,且容易控制其加工精度。

  ·基于人工神经网络和遗传算法的平面铣削加工参数自适应优化(11.7 9:48)

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