数控车床螺纹加工工具的设计与应用.pdf

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1、2016年2月机械设计与制造工程Fbb．2O16第45卷第2期MachineDesignandManufacturingEnoneefingVo1．45No．2DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2016．02．014数控车床螺纹加工工具的设计与应用王恒厂，袁爱民，赵青，罗晟然，周勇，陆轶凡(I．南京航空航天大学工程训练中心，江苏南京211106)(2．武汉大学动力与机械学院，湖北武汉430072)摘要：简述了传统数控车床螺纹加工的方法和存在的缺点，提出了新的数控车床螺纹加工工具设计方案。介

2、绍数控车床螺纹加工工具的工作原理、技术特点及使用方法，分析了其优缺点，通过实例进行螺纹编程加工，证明该装置是一种结构简单、操作简便、实用性强的螺纹加工工具。关键词：螺纹加工；大轴肩；数控车床中图分类号：TH122文献标志码：A文章编号：2095—509X(2016)02-0069—04目前，用数控车床加工工件的螺纹，一般采用专用的螺纹车刀并通过程序控制来进行。车削加工螺纹时，工件所承受的径向力较大。如果加工工件的螺纹公称直径较小且工件长度较长时，因为无法使用后顶尖装夹，螺纹车刀对工件的径向力容易使工件弯曲、变形，

3、从而使加工件报废⋯。因此数控车床所加工的螺纹工件，一般公称直径较大且长度较短。当需要使用数控车床加工公称直径较小、l一紧定螺钉；2一板牙；3一导向螺钉；长度较长的工件螺纹时，常常采取如下方法：把普4-I具体；5—套简；6一导向槽通车床的螺纹加工机构放在数控车床的尾架上，手图1螺纹加工工具结构图摇尾架加工螺纹；或者卸下工件，用板牙架手工方法攻螺纹；或转到其他专用机床上加工。这样操作对照图I，螺纹加工工具主要由板牙2、工具体需要频繁装夹校正工件、启动机床，整个工件不能4和套筒5组成。工具体4套接在套筒5的外侧，在一次

4、装夹中最大限度完成所要求加工的工序，加两者可相对轴向移动，板牙2通过紧定螺钉I装夹工效率低J。另外，用螺纹车刀加工螺纹结束部在套筒5的前端。在套筒5的周侧沿其轴向设有分带有直径较大轴肩的工件，在螺纹加工结束退刀导向槽6，在工具体的周侧沿其径向旋接一导向螺时，由于系统伺服延迟影响，车刀容易碰伤轴肩端钉3，该螺钉延伸到套筒上的导向槽6中，使工具面，从而使工件报废。体4通过其上旋接的螺钉3沿导向槽6相对套筒为克服现有技术的不足，本文设计了一种数控轴向移动而不能作相对的转动。车床用螺纹加工工具，可以在数控车床上连续加工如

5、图2所示，将图1所示的螺纹加工工具装夹直径较小、长度较长的螺纹工件或在螺纹结束部分在数控车床刀架7的横向刀位孔内，由刀盘压紧螺带有较大直径轴肩的工件，减少了加工辅助时间，钉压紧在刀架7上，装夹时注意将工具体4上的导提高了加工效率。向槽朝下，以便排屑和冷却液排出。经对刀后，工具体自然地与套筒贴紧。通过对车床运行程序的1设计原理及实施方法设计，使刀架7的轴向进给量L略小于被加工零件本文所设计的数控车床用螺纹加工工具结构上螺纹的螺距P。如图1所示。螺纹加工开始后，当螺纹加工刀具和工件端面收稿日期：2015—12一l1作

6、者简介：王恒厂(197l一)，男，山东I临沂人，南京航空航天大学工程师，硕士，主要研究方向为CAD／CAM。·69·2016年第45卷机械设计与制造工程l一紧定螺钉；2一板牙；3一导向螺钉；4一工具体；5一套筒；6一导向槽；7一刀架；8一工件1，2一紧定螺钉；3一导向螺钉；4一工具体；5—套简；图2外螺纹加工结构示意图6一导向槽；7～刀架；8一工件；9一丝锥夹套；1O一丝锥图3内螺纹加工结构示意图接触时，由于板牙切人口是有锥度的，工件螺纹切人端也有倒角形成的锥度，二者在切人时的前几圈参数。要经历一个磨合切入阶段(

7、此时形成工件上的不2．1板牙的切削速度、转距及功率的计算-6]完整螺纹部分)，如果此时刀盘带动螺纹加工工具转矩：T=CrP"Kr=0．441×10×以1倍螺距的走刀速度进给，往往形成如下情况：1．5·×1．3=13．26(N·m)螺纹加工工具上的板牙2沿着螺纹加工方向前进，式中：G，为转矩常数；d0为螺纹公称直径；z，Y为开始时，板牙由于切削力不够而不能切人工件，此转矩的指数；为转矩的系数。时板牙容易受到大的挤压力而损坏。因此在运行切削速度：口=Ac程序设计中，使车床刀架7的轴向进给量L略小于k=×p被加工零件上

8、螺纹的螺距P。这样，使板牙能以较0．7=5．06(m／min)缓慢的速度切人工件8，板牙不易受到大的挤压力式中：C，为切削速度的系数；z，Y为切削速度而损坏，从而有效地保护板牙和螺纹工件切入端牙型(引。的指数；A为刀具耐用度；m为刀具耐用度指数。当板牙2切人工件8后，板牙和套筒按1倍螺功率：P=蠡=-0．22(kW)距P／圈的速度运动，装夹在刀架7上的工具体4则转速：n=