在数控车床上快速车削蜗杆的方法

在数控车床上快速车削蜗杆的方法 摘要在数控车床上车削较大导程的蜗杆、梯形螺纹和锯齿螺纹，由于工件的齿形深，须要切除的毛坯余量多，一般是选择较低的切削速度和高速钢成形刀，运用G32和G76等指令车削，加工精度特殊是表面粗糙度很难达到图纸要求，加工难度较大。针对出现的加工精度低、生产效率低等特点，说明如何有效地发挥数控车床的高精度，高速度、定位精度高、生产效率高的优势。我们以沈阳CAK3675v华中数控系统的车床来论述快速车削蜗杆的方法。如图1 关键词蜗杆 数控车床 成形刀 硬质合金 宏程序 蜗杆和大导程螺纹车削的进刀方法有多种，如直进法、左右切削法、斜进法和切槽法等。以前车削蜗杆等大导程零件的方法是选用较低主轴转速（数控车床最低速为100转/分时转动无力）和高速钢成形车刀，车削蜗杆时的生产效率低。为解决上述问题，我认为应从刀具材料、几何形态及角度和车削方法来谈谈快速车削蜗杆和大导程螺纹的方法。 一、突破传统选择刀具的习惯，合理选择车削蜗杆的刀具角度，使刀具的刀尖角小于齿形角 车削蜗杆刀具的刀尖角假如等于蜗杆的齿形角。这种刀具在车削时两侧刀刃与工件侧面简单发生摩擦，甚至三个刀刃同时参与切削，易产生较大的切削力而损坏刀具。假如选择车刀的刀尖角35小于蜗杆的齿形角40，（如图2）这种车刀在车削时，可防止三个刀刃同时参与切削，削减了摩擦、切削力，能很好地避开“闷车”、“扎刀”和打刀的状况发生。 二、在数控车床上运用硬质合金车刀高转速车削蜗杆成为现实 以前，车削加工蜗杆和大导程螺纹，只能用高速钢车刀低速车削加工，生产效率特别低。假如将车刀的刀尖角磨小，使车刀的刀尖角35小于蜗杆的齿形角40，可避开三个刀刃同时参与切削，切削刀显剧下降，这时可运用较高的切削速度和硬质合金车刀对蜗杆进行车削。当工件直径、导程越大时，可获得的线速度越高，加工出的工件表面质量越好，而且生产效率明显提高。彻底解决在数控车床不能用硬质合金刀具车削蜗杆和大导程螺纹零件。（只要数控车床能承受，尽可能选择较高的线速度，在车削模数Ms＝4时，选用350转/分钟。如图3） 图2 刀尖角35小于齿形角40 图3 硬质合金车刀 三、利用数控车床的精度高、定位准，用车削斜面的方法代替成形刀车削蜗杆，能保证蜗杆的齿形角 假如蜗杆车刀的刀尖角干脆确定被加工螺纹牙形角的大小，这明显是用成形刀来车削蜗杆。当运用成形刀车削较大导程蜗杆工件时，有可能整过刀刃甚至是三个刀刃同时参与切削，切削力陡增。由于数控车床在低转速转动时无力，用成形刀在数控车床上车削蜗杆或大导程螺纹会出现“闷车”和“扎刀”。为解决以上问题，可用左右分层车削斜面的方法取代成形刀法来车削蜗杆和大导程螺纹，可彻底避开在车削中常常出现三个刀刃同时参与切削而导致切削力增大、排屑不畅、“闷车”和“扎刀”等现象。（车削斜面的方法是车螺纹时，车刀在第一次往复车削后，刀尖在通过轴线剖面的牙侧上车削出了A点，经过多次往复循环车削，刀尖在通过轴线剖面的牙侧上分别车削出了B、C、D、E、FN个点，将ACEN和BDF等多个点分别连接起来成为两条倾斜的直线，形成了蜗杆两侧的齿面和齿形角。）如图4 图4 蜗杆齿侧的形成 四、运用宏程序能满意加工加工要求 粗车如图1模数Ms＝4的蜗杆，大约只需10分钟左右。粗车蜗杆的加工宏程序如下 0001 T0303 M03S350F100 1＝8.8 （蜗杆全齿高） 2＝2.788 （齿根槽宽W＝2.788mm） 32.4 （刀头宽t＝2.4mm） WHLIE 1GE0 4＝1*230.4 （计算X轴尺寸。齿根圆为30.4mm） 5＝1*TAN[20*PI/180]*22 （计算Z轴尺寸） WHLIE 5GE3 G00 X50 Z8 M08 （循环起点） G00 Z[8[5-3]/2] （Z轴向右边移动） G82 X[4] Z-87 F12.56 （车蜗杆） G00 Z[8-[5-3]/2] （Z轴向右边移动） G82 X[4] Z-87 F12.56 （车蜗杆） 5＝5-3 （每次循环的切削宽度2.3mm） ENDW 11-0.25 （每次循环的切削深度0.25mm） ENDW G0X150Z8M09 M30 精车时必需修改粗车的宏程序如下 1、测量粗车后的法向齿厚Sn/Cos20Sx轴向齿厚。 2、将宏程序的程序段2＝2.788 修改为2＝2.788 Sx/2（轴向齿厚/2） 3、将宏程序的程序段11-0.25 修改为11-0.10 4、将宏程序的WHLIE 5GE3、5＝5-3、ENDW删除。 5、将修改后的宏程序重新调用加工一次，精车蜗杆大约只需10分钟左右。 修改后,精车蜗杆宏程序如下 0001 T0303 M03S350F100 1＝8.8 （蜗杆全齿高） 2＝2.788 Sx/2 （齿根槽宽2.788轴向齿厚Sx/2） 32.4 （刀头宽t＝2.4mm） WHLIE 1GE0 4＝1*230.4 （计算X轴尺寸。齿根圆为30.4mm） 5＝1*TAN[20*PI/180]*22 （计算Z轴尺寸） G00 X50 Z8 M08 （循环起点） G00 Z[8[5-3]/2] （Z轴向右边移动） G82 X[4] Z-87 F12.56 （车蜗杆） G00 Z[8-[5-3]/2] （Z轴向右边移动） G82 X[4] Z-87 F12.56 （车蜗杆） 11-0.1 （每次循环的切削深度0.1mm） ENDW G0X150Z8M09 M30 五、结束语 在数控车床上快速车削蜗杆和大导程螺纹的方法有三个特点一是摆脱了在一般车床上车削蜗杆要求工人有较高的操作技能和技巧。二是解决了数控车床不能车削大导程的蜗杆和螺纹。三是充分利用了数控车床的精度高、定位准的特点，突破了传统的选择蜗杆车刀的习惯，将刀具的刀尖角选得小于齿形角，车削时防止了三个刀刃同时参与切削，排屑顺