長尾多軸螺釘座加工工藝設計及編程*

陳凱亮，羅利強

(1.浙江經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術學院應用工程系， 浙江 杭州 310018； 2.浙江交通技師學院， 浙江 金華 321015)

1 引 言

螺紋的加工是數(shù)控加工中較為復雜的一項任務，特別是加工精度要求較高的內(nèi)螺紋，它對工藝過程和安全性有著更高的要求。螺紋加工工藝是指導高質量螺紋不可或缺的必要條件，程序編制又是制造高精度螺紋不可缺少的根本依據(jù)。下面對長尾多軸螺釘座的工藝規(guī)程進行了設計并對加工程序進行了編制。

2 零件圖紙分析

圖1為零件材料為鈦合金的半成品。在本道工序中需要對R3.75的圓弧、Φ7.75、Φ10.2內(nèi)孔的尺寸精度及表面粗糙度加以控制，應采用粗、精加工。

圖1 長尾多軸螺釘座

內(nèi)孔Φ7.75可用鉆孔—粗鏜孔—精鏜孔的加工方式加工。B9.5×1.5的螺紋屬于特殊螺紋，是圖1的難點所在，因此對內(nèi)螺紋車刀刀尖要求較高。此零件在加工時須一次裝夾完成對各尺寸的精度要求。

3 數(shù)控加工工藝制定

3.1 確定數(shù)控加工方案

(1) 打孔，用Φ7.5的球頭鉆鉆孔，孔深31.5；

(2) 42°內(nèi)孔倒角，粗、精車Φ10.2的內(nèi)孔；

(3) 粗車Φ7.75內(nèi)孔，精車Φ7.75內(nèi)孔粗車R3.75圓弧，精車R3.75圓弧；

(4) 車螺紋B9.5×1.5，借刀車螺紋。

3.2 零件裝夾的要求

裝夾時應減少裝夾次數(shù)，盡量做到在一次裝夾中能把零件圖上所要求的要加工表面加工出來，保證加工質量，提高加工效率[1]。

為防止工件由于切削力的作用而產(chǎn)生軸向移動，必須在卡盤內(nèi)裝一限位支撐，此種裝夾方式較安全可靠，能夠承受較大的軸向切削力，軸向定位準確。

在加工小批量產(chǎn)品時，需在調試第一個產(chǎn)品時對零件進行打表找正，通過調整卡盤，使得工件坐標系的Z軸與數(shù)控車床的主軸回轉軸線相重合，實際加工中可有5絲以內(nèi)的跳動誤差，但跳動越小越好。裝夾時還需注意保證最小的夾緊變形[2]。

3.3 數(shù)控加工刀具的選用

鉆孔Φ7.75取用Φ7.5球頭鉆，置于車床副刀架上T05刀位。

硬質合金內(nèi)孔車刀：加工42°內(nèi)孔倒角，Φ10.2的內(nèi)孔。刀尖半徑為0.2，刀尖方位為T=4，置于T04刀位。

硬質合金內(nèi)孔車刀:粗、精加工內(nèi)孔Φ7.75、圓弧R3.75，刀尖半徑為0.2刀尖方位T=1，置于T01刀位。選用自制螺紋車刀，用于加工B9.5×1.5的內(nèi)螺紋，刀尖角度42°～5°刀尖方位T=3，置于T03刀位。長尾多軸螺釘座加工刀具選用參數(shù)如表1所列。

表1 長尾多軸螺釘座加工刀具選用參數(shù)表

3.4 選擇合理的切削用量

車削螺紋時，主軸轉速為：

n≤1200/P-K

式中:P為零件的螺距，mm；K為保險系數(shù)，一般取80；n為主軸轉數(shù)。

加工B9.5×1.5內(nèi)螺紋時，主軸轉速為n≤1200/1.5-80，可求出n≤720 r/min，根據(jù)零件材料、刀具等因素，n取500～720 r/min，考慮到其為內(nèi)螺紋，主軸轉速應盡量小些。圖1所示零件要進行精確的計算，需采用CAD繪圖的方法分析基點的坐標，得出兩點圓弧的精確坐標。其零件的切削用量如表2所列。

表2 零件的切削用量

3.5 對刀精度控制

在車削螺紋時，得到正確的牙型角，準確的內(nèi)孔、螺紋的形狀精度和尺寸精度，裝刀是重要的因素之一。內(nèi)鏜刀允許刀尖稍偏高或偏低，但允許的范圍應在零件的公差之內(nèi)，最好是刀尖在零件的回轉軸線中心上，其高度可用高度尺測量，內(nèi)螺紋車刀其刀尖應盡可能裝在零件的回轉軸線中心上[3]。

對刀時應認真仔細，在手動操作方式下，用所選刀具在加工余量范圍內(nèi)試切工件內(nèi)孔，圖1中零件經(jīng)打孔后余量為0.25左右，此時目測的準確性至關重要，先將車刀x方向移動到小于Φ7.5的位置，然后移動z方向置于孔內(nèi)(盡量靠近孔口以便于目測觀察)，手動方式移動x方向，慢慢靠近孔壁(可看鐵削的量或聽車刀接觸到孔壁的聲音來判斷是否車削到)，只需碰到孔壁即可，x方向不動，然后將z方向光一刀，退出z方向，先用游標卡確定大概尺寸，然后用內(nèi)徑千分尺或精度較高的戴表卡尺測量，得出相對精確的值。Z方向的對刀需要用目測的方式進行，一般要有一定的工作經(jīng)驗才可能有較高的對刀精度，手動方式移動車刀置x方向小于Φ7.5的位置，然后移動z方向，使車刀刀尖與右端面軸線在同一平面上。

4 數(shù)控加工程序編制

設置編程原點是為了方便編程人員工作，提高工作效率。編程原點一般根據(jù)具體的工件而定，上圖的編程原點應選在零件右端面中心。宏程序編制如下：

T0303選用3號車刀；

M08切削液開；

M03S500主軸正轉 轉速為500 r/min；

#1=7.25第一刀x方向的值；

#2=9.5螺紋的底徑；

#3=6.0定位點；

#4=0.00219固定參考值；

#5=22.3螺紋有效長度；

#6=22.4Z方向螺紋收尾處；

G00X6.9Z#3定位點X6.9Z6.0的位置；

M00暫停；

N30G01Z#3F0.3用G01的方式走到定位點 進給量為0.3；

X#1X走到7.25；

G32UO.O3Z-[#5]F1.5車螺紋 螺紋錐度為0.03；

G32X6.91Z-[#6]F1.5螺紋退刀；

G0Z#3退回定位點；

#1=#1+0.05每次X走刀比前一次+0.05；

#3=#3+#4-5°方向進刀變量；

#6=#6-#4-5°角度退到變量；

IF[#1LE#2]GOTO30條件轉移；

G00X100.0Z50.0用GOO的方式回換刀點。

5 加工過程及尺寸檢測

測量圖1零件所需的測量工具為Φ7.5的鋼珠，規(guī)格為0.401 5～0.403 5，0.305 1～0.307 0的通、止規(guī)(塞規(guī))，B9.5× 1.5的通、止規(guī)(螺紋塞規(guī))。

內(nèi)孔精度的測量方法：在加工Φ10.2內(nèi)孔時，用規(guī)格0.401 5～0.403 5的通、止規(guī)進行測量，直到通規(guī)進，止規(guī)不進。孔深的測量方法是用戴表卡尺量出塞規(guī)的長度為50.7，將通規(guī)塞在零件孔內(nèi)，量出塞規(guī)頂端到零件表面的距離。此距離的計算方式為：L=L規(guī)-(2～2.05),測量的范圍為48.65～48.7。以同樣的方法測量Φ7.75的內(nèi)孔，通、止規(guī)的規(guī)格為0.305 1～0.307 0，規(guī)格計算方法為：直徑/25.4。

R3.75的測量方法為將鋼珠置于孔內(nèi)，通過測量鋼珠露出部分到零件端面的垂直距離來保證R3.75的尺寸和長度要求，范圍為1.7～1.75。

內(nèi)螺紋B9.5 ×1.5的測量方法只需將通規(guī)旋進，止規(guī)旋不進即可，螺紋有效長度的測量與內(nèi)孔相類似。

6 結 語

通過零件加工工藝規(guī)程的制定，分析特殊內(nèi)螺紋從半成品到成品的生產(chǎn)步驟。車螺紋時，粗車與精車主軸轉速必須保持不變，注意刀具的起始點保持準確，否則容易出現(xiàn)亂扣。數(shù)控編程的方法可采用相對坐標與絕對坐標相結合的方法，此方法較方便且能提高編程速度。

參考文獻:

[1] 張福潤，嚴育才.數(shù)控技術[M].北京：清華大學出版社，2009.

[2] 王愛玲，李夢群，馮裕強. 數(shù)控加工理論與實用技術[M].北京：機械工程出版社，2009.

[3] 韓鴻鸞，鄒玉杰.數(shù)控車工全技師教程[M].北京：化學工業(yè)出版社，2009.