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基于变螺距螺纹的车削加工工艺的探究

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何建林

摘要：本文以应用广泛的变螺距螺纹为实例，阐述了此类异性零件的车削加工工艺，为生产中解决此类零件的加工提供参考依据。

关键词：变螺距螺纹；车削加工工艺；机械制造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.011

1引言

随着机械制造业技术的快速发展，许多异形零件得到了广泛的使用，例如变螺距螺纹在塑料、食品、轻纺、汽车工业和橡胶使用的挤出机械上都大量使用，生产中经常会遇到此类异形零件的加工，如何精密地加工此类零件，在实际生产中存在较大的技术难度。笔者经过多年的实践探索，总结以变螺距螺纹异性零件车削加工的工艺及编程方法，可解决加工中的技术难点，下面就介绍下该异形零件的加工工艺和方法。

2变螺距螺纹的车削加工工艺及加工方法

2.1普通车床车削变螺距螺纹

（1）加工原理。在普通车床上加工图1零件，主要是解决变螺距问题，普通车床的现有功能是工件旋转一周，车刀进给一个螺距的位移，为了达到图纸要求，在车床完成主轴旋转一周，车刀进给一个螺距的位移的同时，还需按工件要求利用凸轮机构传给刀架一个附加的进给运动，使车刀在工件上形成所需的不等距螺纹。根据以上分析，设计图2所示的工装和图3所示的凸轮，拆除小滑板丝杠，把工件旋转通过交换齿轮传给凸轮，并且按照一定的传速比，通过凸轮的半径变化推动小滑板，从而使车刀加工出不同的变螺距。

（2）加工工艺分析。如图1所示，该零件是等槽宽变牙厚变螺距矩形螺纹，槽宽是5mm，牙厚依次递增1mm，第一个螺距是8mm，在工件螺纹长度100mm上应有9个螺距，分别是8，9，10，11，12，13，14，15，16，如果车刀在工件右端面7mm处开始进刀，则一共加工10个螺距。通過交换齿轮机构使工件和凸轮的传速比为1：20，凸轮每转过18°，半径增大1mm，从而给车刀一个附加的进给运动，达到图纸的加工要求。

（3）加工方法和车削过程。

1）调整车床进给箱进给手柄位置，使工件获得7mm的螺距，拆除小滑板丝杠。

2）刃磨矩形螺纹车刀，刀头宽度为5mm，使用对刀板装好车刀，使车刀进给方向后角等于车刀工作后角加上最大螺纹升角。

3）车刀停在工件右端面7mm处，把床鞍刻度调整为零，让凸轮A处和从动杆7接触，合上开合螺母，开始加工，凸轮逆时针旋转，转过第一个18°等半径旋转，螺距不变化，以后每转过18°半径增大1mm，从而获得相应的螺距，工件旋转十周凸轮旋转180°，退出车刀，工件反转，凸轮也反转，通过弹簧8使小滑板复位，当车刀回到零位时，开始第二次进刀，通过中滑板控制螺纹的切削深度，循环往复，直至达到图纸加工要求。

2.2数控车床车削变螺距螺纹

2.2.1加工工艺分析

图1零件右端是等槽宽变螺距螺纹，FANUCOTD6136数控车床提供了车削变螺距螺纹的功能指令G34、G35，通过R参数变量运算，可直接编程车削变螺距螺纹。

车削变螺距螺纹指令格式为：G34X…Z…I（/K）…F…；螺距增加的螺纹。G35X…Z…I（/K）…F…；螺距减小的螺纹。其中“X…Z…”表示螺纹切削终点的绝对坐标值，“I（/K）…”表示X轴（或Z轴）的起始螺距，取其中较大者，另一个较小的螺距尺寸不用给出；“F…”表示螺距变化量。

因变螺距螺纹的第一个螺距是8mm，螺距变化量1mm，故刀具起点距离右端面应等于7mm，将工件坐标系原点始终设定在工件装夹后右端面中心上。

2.2.2加工方法及程序

（1）先用G71指令加工左端外形，掉头装夹，用G90指令加工右端外形至尺寸。

（2）刃磨车刀，刀头宽度等于5mm，由于变螺距螺纹的螺纹升角随着螺距增加而增大，所以刀具在进给方向后角等于工作后角加上最大螺纹升角，使用对刀板把车刀装好。

（3）加工程序如下：

O0001程序名

N10G21G97G99G40；程序初始化

N20M03S100T0101；主轴正转，转速100r/min，选用1号螺纹车刀

N30G00X40Z7；快速定位至起刀点

N40M98P500011；第一次调用子程序50次，加工变螺距螺纹

N50G00X100Z10M05；返回刀具换刀点，主轴停止

N60M30；程序结束

子程序0011

N10G01U-0.2；每刀背吃刀量0.2

N20G34Z-107K7F1；变螺距切削，每转螺距增加1mm

N30G00U12；X向退刀，退出牙槽

N40Z7；Z向退刀，回到加工起点

N50U-12；X向进刀，进到加工起点

N60M99；子程序结束

3结束语

通过以上对变螺距螺纹异形零件的车削加工分析，要善于设计辅助夹具和工装，完成一些异形零件的加工，尽量扩大车床使用范围，解决生产