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螺纹加工及其在车削和铣削方面的进展

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-02-27  浏览次数:1251
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  螺纹加工方法很多,近代生产与科技的发展特别是CAD/CAM等计算机编程与控制技术的发展,使螺纹加工出现了崭新的变化,以前不可想象的事渐渐都得以实现。

  瓦格斯(Vargus)公司是以色外列专业制造螺纹加工刀具,研究螺纹加工工艺的着名厂商。它以VARDEX为商标的各类刀具持续地在世界处于领先地位。下面以它们的新产品,说明当今在这方面的发展。

  (一)螺纹车削及其刀具的发展

  螺纹车削是螺纹加工的基本形式,也是成形车削的一种特殊形式。加工时,工件转一圈,刀具平雅一个螺纹导程。以车削外螺纹为例,部分牙型的螺纹车刀两侧刃切出螺纹表面,顶刃切出牙根。全牙型的螺纹车刀尚可精加工牙顶,控制螺牙的尺寸精度。部分牙型的螺纹车刀可在一定范围内加工同一螺旋升角,不同螺距,不同直径的同类螺纹。全牙型的只能加工一种类型,一种螺距的螺纹。切削运动,一般分主运动与辅助运动。螺纹车削时的旋转与轴向平移都是构成螺纹加工的主运动。只有车削过一次后,螺纹车刀逐次切入至全牙深的走刀才是辅助进给运动。作为辅助的走刀进给运动切入方法一般有三种:(图1)。

图1 三种切入方法

  (1)径向切入法——即走刀方向垂直于旋转主轴。其优点是①使用方便,可用标准螺纹车削程序。②通用性好,变更走刀量等容易。③左右两侧刃同时切削,磨损均匀。缺点是 :①只适小螺距加工(一般1.5mm以下)②切屑处理性差,只适生成短屑的材料。③走刀后半期,因切刃接触长度变长,易发生颤振。④刀尖圆角半径处负荷集中且大。

  (2)侧向与侧向改进切入法——当螺距大于1.5mm为避免径向切入法的缺点可用本法,即沿一侧刃斜向切入。如若完全沿右侧切入,即侧向切入,右刃走刀量等于零,右刃后刀面磨损严重。故宜采用改进型侧向切入法,如上图。此法切入方向与右侧成1°-3°,总切削力下降,加工表面光洁度高,切屑流出方向可控,切屑处理性好。适梯形螺纹等加工。缺点是 :编程难度提高,走刀量变更难。有必要编制新的NC程序。

  (3)交错式切入法——推荐用于大螺矩及长切屑材料的加工。优点是:刀刃两侧磨损均匀,切削力低,加工表面光洁。缺点是编程复杂 (某些机床可能将它作为标准程序)走刀量变更难,切屑处理性差,切屑流向左右,可能常有缠绕情况。

  Vargus的螺纹车削TT Gen软件可让您选用恰当的螺纹车刀,并在几秒钟内根据您的用途选择最适合的切削方案。

  Vargus公司在螺纹车削刀具上的进展为:

  (1)使用多齿刀片,如M+型有2-3刀齿,Z+型有2刀齿,T+型刀齿最多可达8刀齿。多齿刀片的优点是①各齿可分别完成粗,半精,精等加工。原来单刃齿螺纹车刀走刀次数须多达十余次,甚至二十余次,现只用1-4次即可完成。大大提高了生产效率。②配置了切削负荷。③从而延长了刀具的寿命。一般标准单刃齿和上述几种多刃齿刀片常做成三角形可转位式的。因它们的法后角不为零度。上下面不相同,故只能转位三次用三个刃。(图2)。

图2 多刃齿刀片

  (2)可用六个刃齿的V6型刀片(图3)。

  V6型刀片正反两面各有3个刀齿可用,这样一片刀片可转位使用六次。这种刀片购买时,每盒带有一个V6专用刀垫,用它即可装在标准刀杆上。它的每个刀齿性能,用途一致,由于可使用刀齿多,相当刀具寿命翻倍,又大大降低了成本。

  螺纹车刀径向安装时,若当它们的前刀面与工件轴向截面相重合,即顶刃的前角为0°时,刀具的牙型即加工出工件的牙型,无牙型误差。当为了提高生产效率与加工表面光洁度,前角不为0°时,就会产生牙型误差。螺纹车刀有一个顶刃,二个侧刃,它们的前后角是相互关联的。二者的大小与变化与刀具耐用度,切削力,加工质量有关。单刃螺纹车刀的二侧刃切削左右螺旋面时,形成有二个侧前角,据前角定义可知左侧前角为“+”值,右侧前角为“-”值,左侧后角小,右侧后角大。二侧刃切削条件不同,加工表面质量也不同。为此单刃螺纹车刀在螺纹升角较大时,须加角度刀垫使螺纹车刀片垂直于左右螺纹面法向安装。多刃齿刀片仅能径向安装。

图3 V6型刀片

图4 铣刀中心进给速度F2计算

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