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        淺議異形螺紋的加工方法

        2019-09-10 03:16:07王麗
        炎黃地理 2019年3期
        關(guān)鍵詞:工藝分析宏程序

        王麗

        摘 要:文章以LY12硬鋁材質(zhì)的典型零件進(jìn)行實(shí)例分析。針對(duì)薄壁零件和圓弧螺紋兩大難點(diǎn)進(jìn)行介紹,提出解決方案,并進(jìn)行實(shí)例加工。

        關(guān)鍵詞:異形螺紋;宏程序;工藝分析

        1 典型實(shí)例工藝分析

        1.1零件圖分析

        工件特點(diǎn):壁薄、精度高,異形螺紋。材料為LY12硬鋁,毛坯尺寸為?90×90。單件加工。

        (1)硬鋁具有很高的強(qiáng)度和良好的切削加工性能,但耐腐蝕性較差,強(qiáng)度高,有一定的耐熱性。加工時(shí)容易粘刀,應(yīng)合理選擇切削三要素,和切削液。

        (2)由于零件右端內(nèi)外輪之間的壁厚最小部分為1mm,所以在車削時(shí)應(yīng)分粗精加工,并充分冷卻后才能精加工。

        (3)為保證裝夾穩(wěn)定性,應(yīng)先加工零件左端,在加工零件右端。

        1.2刀具的選擇

        (1)根據(jù)工件材質(zhì)選擇

        由于工件材料為LY12硬鋁,建議使用下列三類刀具之一:

        ①不鍍層的超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金刀具。

        ②帶未含鋁鍍層(PVD)方法的硬質(zhì)合金刀具等。

        ③用金剛石刀具。

        (2)根據(jù)工件圖樣選擇:

        該零件圖的圓弧螺紋深度較深,采用尖刀或30度外圓偏刀,會(huì)產(chǎn)生加工干涉,故只能選取圓弧車刀,在選用圓弧刀時(shí)要根據(jù)所加工的螺紋圓弧的大小來確定,圓弧半徑R對(duì)刀尖的強(qiáng)度及加工表面光潔度的影響比較大,選用的圓弧刀的半徑要小于所加工的螺紋圓弧的半徑。半徑不宜選擇太小,否則不但制造困難,還會(huì)因刀具強(qiáng)度太弱或刀體散熱能力差而導(dǎo)致車刀損壞。因此我選用R2的圓弧切刀來加工該圓弧螺紋,外輪廓的臺(tái)階軸采用35度偏刀加工。

        1.3加工工序的劃分

        (1)粗精加工工件左端外輪廓,外錐至尺寸要求。

        (2)粗精加工工件左端內(nèi)輪廓,?40至尺寸要求

        (3)粗精加工工件右端外輪廓,?76至尺寸要求。

        (4)粗精加工工件右端內(nèi)輪廓,?46至尺寸要求。

        2 解決方案

        2.1加工薄壁零件時(shí)

        (1)薄壁零件的工藝要求

        車削薄壁零件易變形,這主要是工件內(nèi)部存在內(nèi)應(yīng)力和夾緊力不均勻而產(chǎn)生的夾緊外應(yīng)力,根據(jù)薄壁的特點(diǎn)和要求選擇合理的工藝方案,是保證薄壁零件的加工質(zhì)量的關(guān)鍵,同時(shí)要從防止變形和保證精度出發(fā)設(shè)計(jì)加工工藝。所以應(yīng)利用鏜孔刀先加工內(nèi)孔,然后再加工外圓。

        (2)工件的裝夾

        對(duì)于一些壁厚較薄,且外圓無法進(jìn)行裝夾的薄壁零件需采用心軸進(jìn)行固定,同時(shí)要保證內(nèi)孔加工時(shí)的同軸度。對(duì)于較短的薄壁零件,三爪卡盤顯然不夠裝夾,這時(shí)就要用到軟卡爪,不僅可以防止薄壁外形被夾變形,也有利于較短薄壁的裝夾。該零件選用三爪卡盤裝夾,夾緊力不要太大,防止夾緊變形。裝夾工件時(shí)應(yīng)注意不要讓工件晃動(dòng)的太明顯,因?yàn)閳D1中零件的外圓直徑尺寸為?76mm,毛坯直徑為?80mm,單邊只有2mm的去除余量,所以晃動(dòng)過大會(huì)導(dǎo)致同軸度超差,最終導(dǎo)致薄壁的壁厚不一。

        (3)薄壁零件的加工方法

        加工時(shí)需要把粗加工和精加工按順序進(jìn)行,以免粗加工時(shí)切削力過大而導(dǎo)致零件變形。由于該零件的尺寸要求高,粗加工完充分冷卻后再半精加工,主要是修正粗加工中產(chǎn)生的變形,最后在再精加工,外形和尺寸才能得到保證。

        (4)刀具的幾何參數(shù)、切削用量和切削液

        合理選擇刀具的幾何參數(shù)對(duì)薄壁零件的車削加工相當(dāng)重要,車薄壁零件時(shí),選用刀具要求刀柄的剛度要高,車刀的修光刃不宜過長(一般取0.2mm-0.3mm),前角要大,刃口要鋒利,吃刀量要小,避免切削力過大導(dǎo)致零件變形。冷卻液要充分供給(選用煤油),防止粘刀及粗糙度變差。

        2.2加工異型螺紋時(shí)

        對(duì)于異型螺紋而言,由于其形狀較為復(fù)雜、而且具有不固定性,因此無法利用G76和G92對(duì)異型螺紋進(jìn)行車削加工,由零件圖可知圓弧螺紋螺距7mm,切深為3.5mm,所以可以采用直進(jìn)法使用G32與用戶宏程序相結(jié)合的辦法車削加工異型螺紋,就能夠解決異型螺紋的車削加工問題。但由于螺距較大,所以主軸轉(zhuǎn)速不應(yīng)超過500r/min。如果加工速度過快,撞刀的可能性就越大,為了能加工出高質(zhì)量的異形紋應(yīng)合理選擇主軸轉(zhuǎn)速。

        (1)宏程序編程思路

        采用R2圓弧刀分層切削的方式進(jìn)行;以G32指令由外向里逐層切削。讓刀具沿著圓弧F7的螺距運(yùn)動(dòng),從而得到相應(yīng)的圓弧螺旋線。

        (2)走刀路線

        ①加工凹圓弧時(shí)刀具中心以R0.5的圓弧移動(dòng)。

        ②加工凸圓弧時(shí)刀具中心以R3的圓弧移動(dòng)。

        (3)程序編寫

        O1 (程序名)

        M3 S500 T1

        G0 X80 (X定位)

        Z10 (Z定位)

        #1=0.5 (刀走R0.5圓弧,刀的中心。)

        N1 #2=SQ [0.25-#1*#1] (公式)

        #3=#1+13.5 (Z向螺紋起點(diǎn)和凸圓弧偏移兩個(gè)圓心距。)

        #4=67.5-2*#2 (X向螺紋起點(diǎn))

        G0 X#4 Z#3 (從X70 Z10定位到X#4 Z#3)

        G32 Z-47 F7 (螺紋車削)

        G0 X80 (退刀)

        Z10 (退刀)

        #1=#1-0.1 (每刀進(jìn)給量)

        IF [#1 GT -0.5] GOTO1(判定)

        G0 X100 Z100 (退刀)

        M5

        M30

        (4)質(zhì)量控制

        為了保證零件加工質(zhì)量,對(duì)刀時(shí)X向留0.3mm左右的余量,螺紋車完后測量。通過修改磨耗來修調(diào)尺寸,最終達(dá)到精度要求

        參考文獻(xiàn)

        [1]劉立.數(shù)控車床編程與操作[M].北京:北京理工大學(xué)出版社.2006.

        [2]孫德茂.數(shù)控機(jī)床車削加工直接編程技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版2005.

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