CN104874871A - 一种螺纹快速返程车加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种螺纹快速返程车加工方法，包括确认车床丝杆螺距P1及工件螺距P2和螺纹长度L的螺距和牙数确认步骤；计算P1和P2的最小公倍数螺距P’及工件牙数n，计算车刀返程位置M=L或M=([L/P’]+1)×P’的计算返程位置步骤；车床进给至第n牙时退刀，继续旋转工件并走刀至距离工件螺纹切削起点M时或直接停车的切削进给步骤；脱开车床开合螺母，开反车并利用车床快速手柄将刀架移到工件螺纹切削走刀起点的快速返程步骤；合上车床开合螺母，进刀，开车继续按C步骤和D步骤循环完成螺纹车削的继续进给步骤。本发明能够有效减少车削螺纹的返程时间和降低床丝杆与螺母的磨损，从而提高切削效率和车床可靠性。
Description
技术领域
本发明属于螺纹车削技术领域，涉及一种能够有效提高螺纹车削效率和车床可靠性的螺纹快速返程车加工方法。
背景技术
在机械制造业中，带螺纹的零件应用得十分广泛。用车削的方法加工螺纹，是目前常用的加工方法。在卧式车床（如CA614）上车削螺纹，车床主轴与刀具之间必须保持严格的运动关系：即主轴每转一转（即工件旋转一转），刀具应均匀地移动一个导程的距离。它们的运动关系是这样保证的：主轴带着工件一起转动，主轴的运动经挂轮传到进给箱；由进给箱经变速后（主要是为了获得各种螺距）再传给丝杠；由丝杠和溜板箱上的开合螺母配合带动刀架作直线移动，这样工件的转动和刀具的移动都是通过主轴的带动来实现的，从而保证了工件和刀具之间严格的运动关系。
当车床丝杠螺距与工件螺距比值不成整倍数而在退刀时采用打开开合螺母，将刀架摇至起始位置，那么再次闭合开合螺母将会发生车刀刀尖不在前一刀所车出的螺旋槽内，以致出现乱扣。为解决以上车螺纹乱扣的问题，现有技术通常采用正反车法来退刀，即在第一次行程结束时，不提起开合螺母，把刀沿径向退出后，将主轴反转，使车刀沿纵向退回，再进行第二次行程，这样往复过程中，因主轴、丝杠和刀架之间的传动没有分离过，车刀始终在原来的螺旋槽中，就不会出现乱扣。因此，现有技术中只有采用正反车法，特别是对于车床丝杆螺距与工件螺距比值不成倍数时，更是只能采用正反车法以保证不乱扣。由于正反车法的进刀和返程退刀时间相当，在车加工单件小直径螺纹或短螺纹时对车加工效率影响不大，但批量加工小直径螺纹或在加工大直径（如φ20～φ1200mm）或长螺纹（0.5～5m）工件时，返程退刀时间过长不仅显著影响了车加工效率，而且还增加了车床丝杆与螺母的磨损，降低了车床的可靠性和维护保养成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够有效提高螺纹车削效率和车床可靠性的螺纹快速返程车加工方法。
本发明的目的是这样实现的，包括螺距和牙数确认、计算返程位置、切削进给、快速返程、继续进给步骤，具体步骤如下：
A、螺距和牙数确认：确认车削螺纹的车床丝杆螺距P1以及预车削工件螺距P2和工件螺纹长度L；
B、计算返程位置：计算丝杆螺距P1和工件螺距P2的最小公倍数螺距P’、工件牙数n，根据最小公倍数螺距P’计算车刀返程位置M为：
当L/P’为整数时，M=L，
当L/P’为非整数时，M=([L/P’]+1)×P’；
C、切削进给：车床螺纹切削进给至工件螺纹第n牙时退刀，继续旋转工件并走刀至距离工件螺纹切削起点M时停车；
D、快速返程：脱开车床开合螺母手柄，开反车并利用车床快速手柄将刀架移到工件螺纹切削走刀起点；
E、继续进给：合上车床开合螺母手柄，进刀，开车继续按C步骤和D步骤循环完成螺纹车削。
本发明根据车床丝杆螺距和工件螺距计算车刀返程位置，通过正常切削进给至预定螺纹位置后退刀并根据需要继续走刀至车刀返程位置或停止走刀，然后脱开车床开合螺母通过丝杆带动刀架快速返程退刀，实现工件螺纹切削时快速返程退刀且不乱扣，从而有效缩短螺纹车削的返程退刀时间，有效降低床丝杆与螺母的磨损，最终达到提高螺纹切削效率和车床可靠性的目的。
附图说明
图1为本发明流程示意图；
图2为实施例工件结构示意图；
图中：S100-螺距和牙数确认，S200-计算返程位置，S210-工件准备，S220-螺纹试切，S230-乱扣检查，S300-切削进给，S400-快速返程，S500-继续进给，1-走刀起点，2-退刀点，3-车刀返程位置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不得以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明包括螺距和牙数确认、计算返程位置、切削进给、快速返程、继续进给步骤，具体步骤如下：
A、螺距和牙数确认：确认车削螺纹的车床丝杆螺距P1以及预车削工件螺距P2和工件螺纹长度L；
B、计算返程位置：计算丝杆螺距P1和工件螺距P2的最小公倍数螺距P’、工件牙数n，根据最小公倍数螺距P’计算车刀返程位置M为：
当L/P’为整数时，M=L，
当L/P’为非整数时，M=([L/P’]+1)×P’；
C、切削进给：车床螺纹切削进给至工件螺纹第n牙时退刀，继续旋转工件并走刀至距离工件螺纹切削起点M时停车；
D、快速返程：脱开车床开合螺母手柄，开反车并利用车床快速手柄将刀架移到工件螺纹切削走刀起点；
E、继续进给：合上车床开合螺母手柄，进刀，开车继续按C步骤和D步骤循环完成螺纹车削。
所述切削进给步骤前还包括工件准备步骤，所述工件准备步骤是将工件螺纹外径车至尺寸，然后用刀尖在工件的螺纹终止处和/或车刀返程位置M处刻画一条微可见刻线作为车螺纹的退刀标记、停车标记。
所述切削进给步骤前还包括螺纹试切步骤，所述螺纹试切步骤是将刀架移至离工件端面0～10牙处，自工件表面横向进刀0.02～0.04mm后开车，合上车床开合螺母手柄使车刀在工件表面车出一条螺旋线，至工件螺纹第P’/P2牙处或第n牙处、螺纹终止线处退刀，车至第P’/P2牙处退刀时停车或车至第n牙处、螺纹终止线处则继续旋转工件并走刀至距离工件螺纹切削起点M时停车，脱开车床开合螺母手柄，开反车并利用车床快速手柄将刀架移到走刀起点后停车，检查螺旋线螺距是否正确。
所述切削进给步骤与螺纹试切步骤间还包括乱扣检查步骤，所述乱扣检查步骤是在螺距检查合格后，自工件表面横向进刀0.06～0.08mm后开车，合上车床开合螺母手柄继续在工件表面车出一条螺旋线，至工件螺纹第P’/P2牙处或第n牙处、螺纹终止线处退刀，车至第P’/P2牙处退刀时停车或车至第n牙处、螺纹终止线处则继续旋转工件并走刀至距离工件螺纹切削起点M时停车，脱开车床开合螺母手柄，开反车并利用车床快速手柄将刀架移到走刀起点后停车，验证前后车削的螺旋线是否乱扣。
所述车床丝杆螺距P1与工件螺距P2的比值不成倍数。
所述车刀返程位置M为螺纹车刀切削起点位置至车刀停车返程点的位置。
实施例1
如图2所示的启闭机钢绳卷筒，其螺纹大径为φ810mm，螺距为28mm，两端螺纹长度分别为896mm，工件总长度为2380mm。采用普通车床正反车加工，一是时间长，每加工单边螺纹一刀（一个正、返程）所需时间为18～20min，二是在返程时刀架与工件很可能发生碰撞，存在安全隐患。现采用加工步骤如下：
S100：车削螺纹的车床丝杆螺距P1为12mm，预车削工件螺距P2为28mm和工件螺纹长度L（单边）为896mm；
S200：计算丝杆螺距P1和工件螺距P2的最小公倍数螺距P’为84、工件牙数n为32牙，根据最小公倍数螺距P’计算车刀返程位置M=([L/P’]+1)×P’为924mm；
S210：将工件螺纹外径车至φ810mm，然后用刀尖在工件上的螺纹终止处（退刀点2）和车刀返程位置924mm处刻画一条微可见刻线作为车螺纹的退刀标记、停车标记。
S220：将刀架移至离工件端面螺纹切削起点1处，自工件表面横向进刀0.04mm后开车，合上车床开合螺母手柄使车刀在工件表面车出一条螺旋线，至工件螺纹终止线处（退刀点2）退刀，继续旋转工件并走刀至距离工件螺纹切削起点3时停车，脱开车床开合螺母手柄，开反车并利用车床快速手柄将刀架移到走刀起点1后停车，检查螺旋线螺距是否正确；
S230：在螺距检查合格后，自工件表面横向进刀0.08mm后开车，合上车床开合螺母手柄继续在工件表面车出一条螺旋线，至工件螺纹终止线处（退刀点2）退刀，继续旋转工件并走刀至距离工件螺纹切削起点924mm时停车，脱开车床开合螺母手柄，开反车并利用车床快速手柄将刀架移到走刀起点1后停车，验证前后车削的螺旋线是否乱扣。
S300：乱扣检查合格后，车床螺纹正常切削进给至工件螺纹第32牙时退刀，继续旋转工件并走刀至距离工件螺纹切削起点924mm时停车；
S400：脱开车床开合螺母手柄，开反车并利用车床快速手柄将刀架移到工件螺纹切削走刀起点1；
S500：合上车床开合螺母手柄，进刀，开车继续按S300步骤和S400步骤循环完成螺纹车削。
用以上方法每加工一刀只需要12min，加工效率显著提高，而且安全快速，并减小了机床丝杆与螺母的磨损。
实施例2
工件为T90×16、长度为3.6m的梯形螺纹丝杆。采用普通车床正反车加工，每加工一刀（一个正、返程）所需时间预计为22～24min。现采用加工步骤如下：
S100：车削螺纹的车床丝杆螺距P1为12mm，预车削工件螺距P2为16mm和工件螺纹长度L为3600mm；
S200：计算丝杆螺距P1和工件螺距P2的最小公倍数螺距P’为48、工件牙数n为225牙，根据最小公倍数螺距P’计算车刀返程位置M=L为3600mm；
S210：将工件螺纹外径车至φ98mm；
S220：将刀架移至螺纹切削起点，自工件表面横向进刀0.02mm后开车，合上车床开合螺母手柄使车刀在工件表面车出一条螺旋线，至工件螺纹第3牙处退刀并停车，脱开车床开合螺母手柄，开反车并利用车床快速手柄将刀架移到走刀起点后停车，检查螺旋线螺距是否正确；
S230：在螺距检查合格后，自工件表面横向进刀0.06mm后开车，合上车床开合螺母手柄继续在工件表面车出一条螺旋线，至工件螺纹第3牙处退刀并停车，脱开车床开合螺母手柄，开反车并利用车床快速手柄将刀架移到走刀起点后停车，验证前后车削的螺旋线是否乱扣。
S300：乱扣检查合格后，车床螺纹正常切削进给至工件另一端面时退刀；
S400：脱开车床开合螺母手柄，开反车并利用车床快速手柄将刀架移到工件螺纹切削走刀起点；
S500：合上车床开合螺母手柄，进刀，开车继续按S300步骤和S400步骤循环完成螺纹车削。
用以上方法每加工一刀只需要16min，加工效率显著提高并减小了机床丝杆与螺母的磨损。
实施例3
工件为T60×9、长度为4.5m的梯形螺纹丝杆。采用普通车床正反车加工，每加工一刀（一个正、返程）所需时间预计为30～34min。现采用加工步骤如下：
S100：车削螺纹的车床丝杆螺距P1为8mm，预车削工件螺距P2为9mm和工件螺纹长度L为4500mm；
S200：计算丝杆螺距P1和工件螺距P2的最小公倍数螺距P’为72、工件牙数n为500牙，根据最小公倍数螺距P’计算车刀返程位置M=([L/P’]+1)×P’为4536mm；
S210：将工件螺纹外径车至φ64.5mm，然后用刀尖在工件的车刀返程位置4536mm处的对应定位轴刻画一条微可见刻线作为车螺纹的停车标记。
S220：将刀架移至离丝杆端面螺纹切削起点，自工件表面横向进刀0.03mm后开车，合上车床开合螺母手柄使车刀在工件表面车出一条螺旋线，至工件螺纹第8牙处退刀并停车，脱开车床开合螺母手柄，开反车并利用车床快速手柄将刀架移到走刀起点后停车，检查螺旋线螺距是否正确；
S230：在螺距检查合格后，自工件表面横向进刀0.06mm后开车，合上车床开合螺母手柄继续在工件表面车出一条螺旋线，至工件螺纹第8牙处退刀并停车，脱开车床开合螺母手柄，开反车并利用车床快速手柄将刀架移到走刀起点后停车，验证前后车削的螺旋线是否乱扣。
S300：乱扣检查合格后，车床螺纹正常切削进给至丝杆另一端面时退刀，继续旋转工件并走刀至距离工件螺纹切削起点4536mm时停车；
S400：脱开车床开合螺母手柄，开反车并利用车床快速手柄将刀架移到工件螺纹切削走刀起点；
S500：合上车床开合螺母手柄，进刀，开车继续按S300步骤和S400步骤循环完成螺纹车削。
用以上方法每加工一刀只需要22min，加工效率显著提高，而且安全快速，并减小了机床丝杆与螺母的磨损。
Claims (4)
1.一种螺纹快速返程车加工方法，其特征在于包括螺距和牙数确认、计算返程位置、切削进给、快速返程、继续进给步骤，具体步骤如下：
A、螺距和牙数确认：确认车削螺纹的车床丝杆螺距P1以及预车削工件螺距P2和工件螺纹长度L；
B、计算返程位置：计算丝杆螺距P1和工件螺距P2的最小公倍数螺距P’、工件牙数n，根据最小公倍数螺距P’计算车刀返程位置M为：
当L/P’为整数时，M=L，
当L/P’为非整数时，M=([L/P’]+1)×P’；
C、切削进给：车床螺纹切削进给至工件螺纹第n牙时退刀，继续旋转工件并走刀至距离工件螺纹切削起点M时停车；
D、快速返程：脱开车床开合螺母手柄，开反车并利用车床快速手柄将刀架移到工件螺纹切削走刀起点；
E、继续进给：合上车床开合螺母手柄，进刀，开车继续按C步骤和D步骤循环完成螺纹车削。
2.根据权利要求1所述的螺纹快速返程车加工方法，其特征在于所述切削进给步骤前还包括工件准备步骤，所述工件准备步骤是将工件螺纹外径车至尺寸，然后用刀尖在工件的螺纹终止处和/或车刀返程位置M处刻画一条微可见刻线作为车螺纹的退刀标记、停车标记。
3.根据权利要求1或2所述的螺纹快速返程车加工方法，其特征在于所述切削进给步骤前还包括螺纹试切步骤，所述螺纹试切步骤是将刀架移至离工件端面0～10牙处，自工件表面横向进刀0.02～0.04mm后开车，合上车床开合螺母手柄使车刀在工件表面车出一条螺旋线，至工件螺纹第P’/P2牙处或第n牙处、螺纹终止线处退刀，车至第P’/P2牙处退刀时停车或车至第n牙处、螺纹终止线处则继续旋转工件并走刀至距离工件螺纹切削起点M时停车，脱开车床开合螺母手柄，开反车并利用车床快速手柄将刀架移到走刀起点后停车，检查螺旋线螺距是否正确。
4.根据权利要求3所述的螺纹快速返程车加工方法，其特征在于所述切削进给步骤与螺纹试切步骤间还包括乱扣检查步骤，所述乱扣检查步骤是在螺距检查合格后，自工件表面横向进刀0.06～0.08mm后开车，合上车床开合螺母手柄继续在工件表面车出一条螺旋线，至工件螺纹第P’/P2牙处或第n牙处、螺纹终止线处退刀，车至第P’/P2牙处退刀时停车或车至第n牙处、螺纹终止线处则继续旋转工件并走刀至距离工件螺纹切削起点M时停车，脱开车床开合螺母手柄，开反车并利用车床快速手柄将刀架移到走刀起点后停车，验证前后车削的螺旋线是否乱扣。
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