圓錐內螺紋的編程方法研究

2014-12-02 01:37:42黑龍江廣播電視大學富拉爾基分校齊齊哈爾161042王占平

金屬加工(冷加工) 2014年21期

■黑龍江廣播電視大學富拉爾基分校（齊齊哈爾 161042）王占平

圓錐螺紋的牙形為三角形，主要靠牙的變形來保證螺紋副的緊密性，多用于管件。圓錐管螺紋具有16∶1的錐度，因為這一特性使得纏繞在螺紋上的生料帶能更均勻地分布于螺紋上，具有更好的密封性。同時錐管螺紋所使用的鐵管壁更厚，具有更高的耐壓性，所以此類螺紋普遍用于密封液體和氣體。具有密封特性的主要原因有兩點：一是由于錐度的原因，這種螺紋在與同樣的錐螺紋或圓柱螺紋配合時具有“自緊作用”；二是其特殊的牙形設計具有“完合吻合”的特性。

內螺紋通常都是采用挑扣或攻螺紋的方法進行加工的。對于大型、特殊牙形的螺紋，由于參與切削的刃口過長、抗力過大，使切削處于極為不利的狀態。因此出現了間斷銑削的成形方法。此方法采用高速旋轉（自轉）的角度成形銑刀，沿著螺旋軌跡（公轉及軸向螺距移動）進行銑削，銑出螺旋槽來（見圖1）。通常稱此為“行星銑螺紋”。

對圓錐螺紋的行星銑削，刀具是沿著圓錐螺旋軌跡進行的。它除了應具有像圓柱螺旋軌跡的自轉、公轉和軸向螺距進給外，還要使銑刀中心與螺孔中心的距離（公轉半徑）隨著軸向移動而產生線性變化（收縮），進而形成錐度。

1.圖形分析

如圖2所示為尺寸代號R c1，55°密封圓錐管螺紋，錐度1∶16，大端端面內徑為30.79 mm，單邊牙高1.479 mm，可以用刀具半徑來控制加工精度，按半徑方向1∶2確定孔底直徑，具體尺寸參數如附表所示。

2.編程方案

先用16 mm麻花鉆鉆底孔，然后用20 mm方肩銑刀擴銑錐孔，Z向分層，兩軸半加工，刀具Z向每下降一層，進給一個整圓。如Z向進給層距太大，會留下臺階，影響后面螺紋加工質量；進給太小，切削時間很長。最后用單刃螺紋銑刀行星銑削圓錐內螺紋，螺旋進給，三軸聯動加工，每一個360。錐面螺旋線進給過程中Z向下降一個螺距，由此分析Z向刀具可進給較大尺寸。

圖1 圓錐螺旋軌跡

圖2 內圓錐管螺紋

Rc1圓錐內螺紋尺寸參數表

3.刀具選用

銑削圓錐內螺紋使用單刃螺紋銑刀加工，刀位點如圖3所示。刀尖角為55。，回轉半徑為7 mm，刀桿直徑8 mm，注意刀具底部不能撞到孔底，防止損壞刀具。

刀具可根據各廠具體情況，亦可自行設計、制造專用角度成形銑刀，最好采用多刃結構。刀片制造硬質合金的為好。可提高切速，減小磨損，提高螺紋精度。

切削用量：機床轉速2900 r/min；刀片切速v=128 m/min (若主軸轉速可再提高，理想的切速可選至v=180～200 m/min)；每齒進給量：粗加工時選為0.15 mm/z，精加工時選為0.08 mm/z；進給量：粗加工為0.15×1×2900=435（mm/min），精加工為0.08×1×2900=232（mm/min）。切削用量可以根據機床實際情況適當調整。