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螺紋銑削數(shù)控技術(shù)在航空的應(yīng)用

一此妙、螺紋數(shù)控銑削的優(yōu)點(diǎn)

傳統(tǒng)的螺紋加工方法主要采用螺紋車刀車削螺紋或采用絲錐芭届、板牙手工攻絲及套扣颇玷。隨著數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展去件,尤其是三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工系統(tǒng)的出現(xiàn)坡椒,使更先進(jìn)的螺紋加工方法——數(shù)控銑削得以實(shí)現(xiàn)。螺紋數(shù)控銑削加工與傳統(tǒng)螺紋加工方式相比尤溜,主要有以下優(yōu)點(diǎn)倔叼。

(1)螺紋銑削加工時(shí)聘银,零件不動(dòng)而刀具進(jìn)行旋轉(zhuǎn)銑削,而傳統(tǒng)車削加工是零件旋轉(zhuǎn)胖移。在傳統(tǒng)車削中非旋轉(zhuǎn)體的螺紋加工會(huì)存在無(wú)法靈活裝夾的問題替独,但采用銑削加工方法,該問題就會(huì)迎刃而解;同時(shí)加工零件的固定不動(dòng)鞠撑,也減少了機(jī)床運(yùn)動(dòng)負(fù)荷衬蚤,提高了定位和加工精度。

(2)螺紋數(shù)控銑削加工時(shí)不受螺紋結(jié)構(gòu)和螺紋旋向的限制还幅。同一把螺紋銑刀可以加工螺距相同但直徑不同的不同旋向的內(nèi)砌纸、外螺紋。

(3)同一把螺紋銑刀可以通過修改刀具半徑補(bǔ)償值挠氛,將螺紋加工到任意公差帶民议。而在傳統(tǒng)方法中,絲錐磨損淡榕、加工螺紋尺寸小于公差后則無(wú)法繼續(xù)使用迂腔,只能報(bào)廢;但是當(dāng)螺紋銑刀磨損、加工螺紋孔尺寸小于公差時(shí)幽七,可通過數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行必要的刀具半徑補(bǔ)償調(diào)整后景殷,就可繼續(xù)加工出尺寸合格的螺紋。

(4)由于螺紋銑刀沒有導(dǎo)向部分澡屡,因此無(wú)需退刀槽或過渡扣即可靠近螺紋底部加工出精確深度的螺紋猿挚。

(5)螺紋銑刀的耐用度是絲錐的十多倍甚至數(shù)十倍。

(6)螺紋數(shù)控銑削加工效率高驶鹉。目前螺紋銑刀的制造材料為硬質(zhì)合金绩蜻,加工線速度可達(dá)80m/min~200m/min,而高速鋼絲錐的加工線速度僅為10m/ min~30m/min室埋,故螺紋數(shù)控銑加工適合高速切削办绝,提高了加工效率。

(7)螺紋數(shù)控銑削方法能夠延長(zhǎng)刀具使用壽命姚淆。高硬度材料和高溫合金材料孕蝉,如鈦合金、鎳基合金和鉬合金的螺紋加工一直是一個(gè)比較困難的問題腌逢。主要是因?yàn)楦咚黉摻z錐加工上述材料螺紋時(shí)降淮,刀具壽命較短,而采用硬質(zhì)合金螺紋銑刀則效果比較理想缓冷,刀具切削力大幅降低铝三,解決了機(jī)床負(fù)荷太大、無(wú)法驅(qū)動(dòng)絲錐正常加工的問題即倦。

二羹浪、螺紋銑削數(shù)控程序的編制

螺紋銑削加工程序的編制暑礼,主要原理是采用G02、G03圓弧插補(bǔ)指令雀司,即在二軸圓弧插補(bǔ)的同時(shí)加入第三軸直線插補(bǔ)硅拆,形成螺旋插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。螺紋銑削的數(shù)控程序鼻肉,有很多種編制方法瓦式。

1.手工編程

對(duì)于走刀路線較簡(jiǎn)單的螺紋加工,我們可以通過簡(jiǎn)單計(jì)算荡拌,進(jìn)行手工直接編程。例如用多齒螺紋刀片且有效長(zhǎng)度大于螺紋長(zhǎng)度的刀片加工螺紋诉母,只要在螺紋軸向上走一個(gè)螺距窿猿,即可完成整個(gè)螺紋加工(如圖2所示)。下面是加工M16×1.5常侣、長(zhǎng)度為9mm的外螺紋數(shù)控程序蜡饵。

G00 G42 X100 Y0 Z15

M03 S3000

G0 Z-9 (下降至螺紋長(zhǎng)度) G01 X14.376 F100(刀具加工到螺紋底徑處)

G02 X14.376 Y0 I-14.376 J0 Z-7.5(螺旋插補(bǔ)運(yùn)動(dòng),同時(shí)Z 向提高1個(gè) 螺距1.5)

G01 G40 X100 Z15

M30

2.利用通用軟件進(jìn)行編程

NX是西門子公司出品的一套集CAD/CAM/CAE于一體的軟件系統(tǒng)胳施,它被廣泛應(yīng)用在汽車溯祸、航天和模具等加工行業(yè)。我們用到的螺紋銑削功能就是其CAM編程中功能之一舞肆。

首先進(jìn)入“平面銑”或“鉆孔”加工環(huán)境焦辅,并且在“創(chuàng)建操作”對(duì)話框中選擇“THREAD_MILLING”子類型(圖3)。然后根據(jù)需要設(shè)置相關(guān)選項(xiàng)和參數(shù)椿胯,由系統(tǒng)生產(chǎn)相應(yīng)的加工程序筷登。

3.利用專用軟件編程

各家刀具廠商,一般會(huì)根據(jù)自己的螺紋銑刀提供一套專用編程軟件哩盲,例如以色列瓦格斯刀具商(Vardex)提供的Vardex TM Gen螺紋銑削編程軟件前方、山高刀具商(SECO)提供的螺紋銑削向?qū)к浖?見圖4),以及肯納公司提供的KThread_Milling廉油,這些專用軟件惠险,都是很好的螺紋銑削編程專用軟件,大家可以根據(jù)自己在實(shí)際應(yīng)用中的特點(diǎn)紧寺,選擇不同的專用軟件進(jìn)行螺紋銑削數(shù)控編程燎拟。

三、螺紋數(shù)控銑削技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

由于螺紋銑削加工的諸多優(yōu)勢(shì)贞卜,目前很多的制造企業(yè)已較廣泛地采用了螺紋數(shù)控銑削工藝辰想。我們?cè)诩庸つ嘲l(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)雜零件的接嘴螺紋時(shí),經(jīng)過試驗(yàn)研究爹嘁,也采用了螺紋銑削方法远驹,取得了較好的效果梧部,下面就這一過程及工藝方法作簡(jiǎn)要介紹。

1.零件的特點(diǎn)及加工難點(diǎn)

某復(fù)雜零件是發(fā)動(dòng)機(jī)上的重要零件安坏,其接嘴螺紋部分(圖5)如果采用車削螺紋泊嗤,零件的主體與接嘴并非同一旋轉(zhuǎn)中心,給裝夾定位帶來一定的困難颈冶,但是采用銑加工螺紋的方法垮袭,則可很方便地進(jìn)行裝夾和加工。

2.刀具的選擇

在螺紋銑削加工中摆抑,三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控 機(jī)床和螺紋銑削刀具是必備的兩要素转砖。以下介紹幾種常見的螺紋銑刀類型。

(1)圓柱螺紋銑刀鲸伴。

圓柱螺紋銑刀(圖6)在加工中的螺旋升程靠機(jī)床運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)府蔗。由于這種特殊結(jié)構(gòu),使該刀具既可加工右旋螺紋汞窗,也可加工左旋螺紋姓赤,但不適用于較大螺距螺紋的加工,適合銑削中小直徑螺紋仲吏,切削平穩(wěn)不铆,耐用度高。缺點(diǎn)是刀具制造成本較高裹唆,價(jià)格昂貴誓斥。

(2)機(jī)夾螺紋銑刀及刀片。

機(jī)夾螺紋銑刀(圖7)適用于較大直徑(如D>25mm)的螺紋加工品腹。其特點(diǎn)是刀片易于制造岖食,價(jià)格較低。機(jī)夾螺紋銑刀的優(yōu)點(diǎn)是舞吭,易于更換刀片泡垃,從而降低了加工成本。

(3)組合式多工位專用螺紋鏜銑刀骚钮。

組合式多工位專用螺紋鏜銑刀的特點(diǎn)是一刀多刃秘鳞,一次完成多工位的加工,可節(jié)省換刀等輔助時(shí)間设鼎,顯著提高生產(chǎn)率叔人。圖8所示為組合式多工位專用螺紋鏜銑刀加工實(shí)例。該組合刀具可一次加工完成工件需加工內(nèi)螺紋阿席、倒角和平臺(tái)伍奏。


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