CN101298107A - 一种大螺距螺纹制造技术 - Google Patents

Abstract

一种大螺距螺纹制造技术属于机制工艺技术领域，其制造技术选择具有加工螺纹功能的数控车床，依此为基础加工大螺距内、外螺纹制造技术包含：1)、起始点控制技术。2)、分层剥离法粗加工技术。3)、螺纹截面点轨迹法精加工成形技术。转子外锯齿形螺纹的加工工艺为：①、确定基准点，刻基准线，对刀找正。②、刻螺纹形状线，按图纸检查。③、用装35°菱形粗车刀片的90°机加刀，采用分层剥离法，粗车螺纹槽，保证周边余量1mm。④、同一把车刀，换为精车刀片，采用截面点轨迹法精加工成形技术，半精加工、精加工螺纹型面。⑤、用齿形截面样板检验齿形，用齿距样板检验齿距。

Description

一种大螺距螺纹制造技术

技术领域

本发明属于机制工艺技术领域，特别涉及到一种大螺距螺纹制造技术。

背景技术

大螺距螺纹的加工，无论是使用普通机床还是数控机床，车削加工螺纹一般采用成型刀成型加工。螺纹的精度、牙型和齿面粗糙度都和螺纹成型车刀选用的好、坏有直接关系。根据螺距的大小和精度要求，采用一把、二把或三把刀具，分粗、精两步进行。粗车时，刀尖窄一些；精车时，刀尖宽必须与螺纹槽宽相等，采取直进法，微量进给，低速车削，或采用斜进式进刀方式，单侧刃切削工件。由于成型刀加工时，刀具与工件接触面积大，容易产生振刀，并且刀具易损伤和磨损，需要经常磨刀换刀，因此，要保证螺纹的牙型精度和齿面粗糙度要求，难度很大。

发明内容

由于大螺距螺纹存在上述加工问题，本发明设计了一种大螺距螺纹制造技术，利用数控车床的螺纹切削功能，使用机加车刀，运用分层剥离法粗加工技术和截面点轨迹法精加工成形技术加工大螺距螺纹，这种制造技术可以根据切削状态选择合理的切削参数，解决了机床振刀、打刀的问题，避免了操作工的刀具修磨工作，保证了加工质量，显著提高了加工效率。

所述的大螺距螺纹制造技术，其制造技术选择具有加工螺纹功能的数控车床，依此为基础加工大螺距内、外螺纹制造技术包含：

1)、起始点控制技术

待加工大螺距内、外螺纹工件，内、外圆粗车完成后，由数控车床主轴定位，确定工件螺纹起始位置，记录起始位置数据，在数控车床程序中输入起始位置数据，确定基准点，刻基准线，对刀找正，每加工一刀始终以起始位置为基准，保持不变；

2)、分层剥离法粗加工技术

分层剥离法是指粗加工时一层一层去除螺纹型槽毛坯材料的过程，根据选用的刀具不同，它有两种方式一是指选用切断刀或切槽刀，先沿轴向以若干刀加工完一层后再向径向进刀开始加工下一层，仍是沿轴向以若干刀加工完一层后再向径向进刀开始加工下一层，反复循环加工直到螺纹型槽粗加工到尺寸为止；一是指选用内、外圆机加车刀先沿径向进刀若干次，加工到一定深度，再沿轴向以若干刀加工完这一深度层，再沿径向加工若干刀到一定深度后，再沿轴向加工若干刀，以此方法反复循环加工直到螺纹型槽粗加工到尺寸为止，整个加工过程主轴速度不变。

3)、螺纹截面点轨迹法精加工成形技术

螺纹截面是由三条直线段构成的，每一条线又可分成若干点，点与点之间的距离根据刀具情况而定，刀具沿着这些点位走螺旋线就形成了螺纹型面，这就是截面点轨迹法成形技术；为保证严格的螺纹形状公差和齿面粗糙度，选用装35°菱形精车刀片的90°机加刀，保持同粗加工一样的主轴转速，采用截面点轨迹法精加工成形技术进行半精加工和精加工；根据槽形尺寸和粗糙度要求，确定每一刀的进给，准确控制残留量，即两刀之间的残留峰高小于一定的值，从而使槽的尺寸及表面粗糙度完全得到保证；严格按照起始位置精确对刀，以齿形截面样板最终检验齿形，用齿距样板检验齿距。

所述的大螺距螺纹制造技术，其加工45°内锯齿形螺纹、螺距为75mm、牙型深41mm的工艺技术是：

①、由数控车床主轴定位，确定待加工工件起始位置，记录起始位置数据，在数控车程序中输入起始位置数据；

②、确定基准点，刻基准线，对刀找正；

③、刻螺纹形状线，按图纸设计检查校正；

④、使用ISCAR霸王刀——14.5mm宽的切槽刀，采用先沿轴向以若干刀加工完一层后再向径向进刀开始加工下一层，仍是沿轴向以若干刀加工完一层后再向径向进刀开始加工下一层，反复循环加工直到螺纹型槽粗加工到尺寸为止的分层剥离法，粗车螺纹槽，保证加工余量1mm；

⑤、使用装35°菱形精车刀片的90°机加刀，保持同粗加工一样的主轴转速，根据槽形尺寸和粗糙度要求及刀具圆角，确定两刀之间的进给为0.25mm，两刀之间的残留峰高小于0.007的值，从而使槽的尺寸及表面粗糙度完全得到保证；即采用截面点轨迹法精加工成形技术，半精加工、精加工内螺纹型面；

⑥、用内锯齿形截面样板检验齿形，用齿距样板检验齿距。

所述的大螺距螺纹制造技术，其加工45°外锯齿形螺纹、螺距为75mm、牙型深41mm的工艺技术是：

①、由数控车床主轴定位，确定待加工工件起始位置，记录起始位置数据，在数控车程序中输入起始位置数据；

②、确定基准点，刻基准线，对刀找正；

③、刻螺纹形状线，按图纸检查校正；

④、选用装35°菱形粗车刀片的90°机加刀，先沿径向进刀若干次，加工到一定深度，再沿轴向以若干刀加工完这一深度层；同样再沿径向加工若干刀到一定深度后，再沿轴向加工若干刀，以此方法反复循环加工直到螺纹型槽粗加工到尺寸为止，整个加工过程主轴速度不变。采用分层剥离法，粗车螺纹槽，保证周边余量1mm；

⑤、同一把车刀，换为精车刀片，保持同粗加工一样的主轴转速，根据槽形尺寸和粗糙度要求及刀具圆角，确定两刀之间的进给为0.25mm，两刀之间的残留峰高小于0.007的值，从而使槽的尺寸及表面粗糙度完全得到保证；严格按照起始位置精确对刀，即采用截面点轨迹法精加工成形技术，半精加工、精加工内螺纹型面。

⑥、用外锯齿形截面样板检验齿形，用齿距样板检验齿距。

由于采取了如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

1)、无论是外螺纹还是内螺纹，不管螺纹截面形状如何，螺距有多大，都可以采用大螺距螺纹制造技术。

2)、采用大螺距螺纹制造技术，不需要成型刀，加工工艺性好，质量稳定。

3)、针对大螺距螺纹整个粗、精加工过程编制了相应的参数化循环程序，程序内容和使用方式各不相同。程序中包含了起始点、终点的自动进刀、退刀的控制等内容。

4)、采用大螺距螺纹制造技术，保证了螺纹的牙型精度和齿面粗糙度，其加工精度完全达到了设计要求，制造水平已达到世界先进水平，具有广泛的应用及推广价值。

具体实施方式

以下给出一个制造实例。大尺寸锯齿形螺纹副，由卡环、调整环、转子组成，工件特征及技术要求是：

卡环：重量5420公斤，材质ZG30NIiCrMo，外圆φ3310，内锯齿形螺孔S2870×75，高225.4。

调整环：重量21773公斤，材质ZG30NIiCrMo，外方4272，外圆φ4060，内锯齿形螺孔S2870×75，高561mm。

转子：重量19590公斤，材质ZG30NIiCrMo，外锯齿形螺纹S2870×75，高1985mm。

这三件均有S2870×75大型45°锯齿形螺纹，螺距75mm，牙型深41mm，齿面粗糙度

，三件配装，螺纹的起始位置有严格的要求，并且需要修整螺纹两端起始段。技术要求：用齿形截面样板控制齿形，用齿距样板控制齿距。

一、工艺方案的确定

确定机床：主轴有编码器，可进行主轴位置测量的数控车床。

1)、对于调整环、卡环螺纹的加工：

使用ISCAR霸王刀14.5mm宽的切槽刀，先沿轴向加工，切深0.30mm，切削宽度第一刀为刀宽，第二刀小于刀宽，以若干刀加工完一层后，再向径向进刀0.30mm开始加工下一层，仍是沿轴向以若干刀加工完一层后再向径向进刀开始加工下一层，反复循环加工直到螺纹型槽粗加工到尺寸为止，保证加工余量1mm，分层剥离粗加工，整个加工过程主轴速度不变；

使用装35°菱形精车刀片的90°机加刀，保持同粗加工一样的主轴转速，根据槽形尺寸和粗糙度要求及刀具圆角，确定两刀之间的进给为0.25mm，两刀之间的残留峰高小于0.007的值，从而使槽的尺寸及表面粗糙度完全得到保证；严格按照起始位置精确对刀，以齿形截面样板最终检验齿形，用齿距样板检验齿距，即采用截面点轨迹法精加工成形技术，半精加工、精加工内螺纹型面。

调整环、卡环内锯齿形螺纹的加工工艺为：

①、确定基准点，刻基准线，对刀找正；

②、刻螺纹形状线，按图纸检查；

③、使用ISCAR霸王刀--14.5mm宽的切槽刀，采用分层剥离法，粗车螺纹槽，保证周边余量1mm；

④、使用装35°菱形精车刀片的90°机加刀，采用截面点轨迹法精加工成形技术，半精加工、精加工螺纹型面；

⑤、用齿形截面样板检验齿形，用齿距样板检验齿距。

2)、对于转子螺纹的加工：

工件较高，加工时机床滑枕及刀具悬深过长，使用切槽刀易震刀，因此粗、精加工都选用装35°菱形精车刀片的90°机加刀，采用分层剥离法粗加工技术粗车螺纹，即沿斜径向进刀，每次进给0.25mm，加工到1.5mm深度，改为轴向进给，并用0.4mm的轴向进给量进行强力切削，依此切削到牙深；每次进给的切削量较小，而切削厚度较大，切除同样多的金属时，切削力较小，机床不震动，切削效率高；

粗、精加工都用同一把刀具，只是刀片粗、精不同；粗、精加工采用同一个主轴转速12r/min。根据槽形尺寸和粗糙度要求及刀具圆角，确定两刀之间的进给为0.25mm，两刀之间的残留峰高小于0.007的值，从而使槽的尺寸及表面粗糙度完全得到保证；严格按照起始位置精确对刀，即采用截面点轨迹法精加工成形技术，半精加工、精加工内螺纹型面。

齿形与齿距都由程序控制，用齿形截面样板检验齿形，用齿距样板检验齿距。

转子外锯齿形螺纹的加工工艺为：

①、确定基准点，刻基准线，对刀找正；

②、刻螺纹形状线，按图纸检查；

③、用装35°菱形粗车刀片的90°机加刀，采用分层剥离法，粗车螺纹槽，保证周边余量1mm；

④、同一把车刀，换为精车刀片，采用截面点轨迹法精加工成形技术，半精加工、精加工螺纹型面；

⑤、用齿形截面样板检验齿形，用齿距样板检验齿距。

Claims (3)

1、一种大螺距螺纹制造技术，其特征在于：该制造技术选择具有加工螺纹功能的数控车床，依此为基础加工大螺距内、外螺纹制造技术包含：

1)、起始点控制技术

待加工大螺距内、外螺纹工件，内、外圆粗车完成后，由数控车床主轴定位，确定工件螺纹起始位置，记录起始位置数据，在数控车床程序中输入起始位置数据，确定基准点，刻基准线，对刀找正，每加工一刀始终以起始位置为基准，保持不变；

2)、分层剥离法粗加工技术

分层剥离法是指粗加工时一层一层去除螺纹型槽毛坯材料的过程，根据选用的刀具不同，它有两种方式一是指选用切断刀或切槽刀，先沿轴向以若干刀加工完一层后再向径向进刀开始加工下一层，仍是沿轴向以若干刀加工完一层后再向径向进刀开始加工下一层，反复循环加工直到螺纹型槽粗加工到尺寸为止；一是指选用内、外圆机加车刀先沿径向进刀若干次，加工到一定深度，再沿轴向以若干刀加工完这一深度层，再沿径向加工若干刀到一定深度后，再沿轴向加工若干刀，以此方法反复循环加工直到螺纹型槽粗加工到尺寸为止，整个加工过程主轴速度不变；

3)、螺纹截面点轨迹法精加工成形技术

螺纹截面是由三条直线段构成的，每一条线又可分成若干点，点与点之间的距离根据刀具情况而定，刀具沿着这些点位走螺旋线就形成了螺纹型面，这就是截面点轨迹法成形技术；为保证严格的螺纹形状公差和齿面粗糙度，选用装35°菱形精车刀片的90°机加刀，保持同粗加工一样的主轴转速，采用截面点轨迹法精加工成形技术进行半精加工和精加工；根据槽形尺寸和粗糙度要求，确定每一刀的进给，准确控制残留量，即两刀之间的残留峰高小于一定的值，从而使槽的尺寸及表面粗糙度完全得到保证；严格按照起始位置精确对刀，以齿形截面样板最终检验齿形，用齿距样板检验齿距。

2、如权利要求1所述的大螺距螺纹制造技术，其特征在于：其加工45°内锯齿形螺纹、螺距为75mm、牙型深41mm的工艺技术是：

①、由数控车床主轴定位，确定待加工工件起始位置，记录起始位置数据，在数控车程序中输入起始位置数据；

②、确定基准点，刻基准线，对刀找正；

③、刻螺纹形状线，按图纸设计检查校正；

④、使用ISCAR霸王刀——14.5mm宽的切槽刀，采用先沿轴向以若干刀加工完一层后再向径向进刀开始加工下一层，仍是沿轴向以若干刀加工完一层后再向径向进刀开始加工下一层，反复循环加工直到螺纹型槽粗加工到尺寸为止的分层剥离法，粗车螺纹槽，保证加工余量1mm；

⑤、使用装35°菱形精车刀片的90°机加刀，保持同粗加工一样的主轴转速，根据槽形尺寸和粗糙度要求及刀具圆角，确定两刀之间的进给为0.25mm，两刀之间的残留峰高小于0.007的值，从而使槽的尺寸及表面粗糙度完全得到保证；即采用截面点轨迹法精加工成形技术，半精加工、精加工内螺纹型面；

⑥、用内锯齿形截面样板检验齿形，用齿距样板检验齿距。

3、如权利要求1所述的大螺距螺纹制造技术，其特征在于：其加工45°外锯齿形螺纹、螺距为75mm、牙型深41mm的工艺技术是：

①、由数控车床主轴定位，确定待加工工件起始位置，记录起始位置数据，在数控车程序中输入起始位置数据；

②、确定基准点，刻基准线，对刀找正；

③、刻螺纹形状线，按图纸检查校正；

④、选用装35°菱形粗车刀片的90°机加刀，先沿径向进刀若干次，加工到一定深度，再沿轴向以若干刀加工完这一深度层；同样再沿径向加工若干刀到一定深度后，再沿轴向加工若干刀，以此方法反复循环加工直到螺纹型槽粗加工到尺寸为止，整个加工过程主轴速度不变；采用分层剥离法，粗车螺纹槽，保证周边余量1mm；

⑤、同一把车刀，换为精车刀片，保持同粗加工一样的主轴转速，根据槽形尺寸和粗糙度要求及刀具圆角，确定两刀之间的进给为0.25mm，两刀之间的残留峰高小于0.007的值，从而使槽的尺寸及表面粗糙度完全得到保证；严格按照起始位置精确对刀，即采用截面点轨迹法精加工成形技术，半精加工、精加工内螺纹型面；

⑥、用外锯齿形截面样板检验齿形，用齿距样板检验齿距。