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如何选择螺纹车削工序中的进刀方法

OptiThreading™

何为OptiThreading™?

OptiThreading™是一种通过刀具路径振荡往复加工,从而在螺纹车削应用中实现切屑可控的方法。这种独特方法能够使所有走刀实现反复断续切削,除了最后一次走刀。


OptiThreading™的优势

  • 减少了手动处理缠绕刀具、零件和/或堵塞排屑器的长条切屑的工作
  • 减少了计划外机床停机,从而提高了生产率并实现更好的自动化
  • 提高了零件表面质量,因为没有长切屑会刮伤零件
  • 它使螺纹表面质量提高,并控制振动
  • 可以提高切削速度,主要用于较大的螺纹/直径,从而提高生产率
  • 这种方法可以减小振动,从而可以增加刀具的悬伸量


OptiThreading™注意事项

  • 适用于能够处理ISO代码 (G32/G33/G34) 的CNC数控机床
  • 外圆和内圆应用
  • 普通和圆锥/锥形螺纹
  • 适用于螺纹直径大于12 mm的所有标准螺纹类型
  • 建议使用冷却液运行


如何应用Optithreading™

观看视频,了解如何通过CoroPlus® Tool Path软件生成NC程序。



常规螺纹车削方法

螺纹车削有3种主要的进刀方法:改进式侧向进刀、径向进刀和交替式进刀。进刀方法指的是如何将刀片切入工件中以加工出所需的螺纹牙型。


改进式侧向进刀


径向进刀 (直进刀)


交替式进刀


进刀方法的选择受到机床、刀片槽型、工件材料、螺纹牙型和螺距的影响,并将直接影响:

  • 切屑控制
  • 螺纹质量
  • 刀片磨损类型
  • 刀具寿命


改进式侧向进给

改进式侧向进刀是首选方法,可确保最长刀具寿命和最佳切屑控制。大多数数控机床都针对该方法进行了预编程,该方法略微经过改进 (有角度),以避免刀片切削刃剐蹭到零件表面。

  • 推荐用于所有螺纹车削工序和刀片类型
  • 切屑更厚,但仅在刀片的一侧产生,因此使切削变得更简单
  • 由于传递给刀片的热量较少,因此需要较少的走刀
  • 可用于两个螺纹面 (反向侧向),以沿最佳方向引导切屑
  • 用于更大的螺纹,用于消除振动问题
  • 这种进刀方法最适合具有断屑槽型的刀片,应使用1°进刀角

机床代码示例:

G76、X48.0、Z-30.0、B57 (进刀角)、D05等

对于不同的机床类型,侧向进刀参数可能为:G92、G76、G71、G33和G32


径向进刀

径向进刀 (直进刀) 是最常用的进刀方法,也是唯一一种可在许多非数控车床上使用的方法。

  • 能够产生难以形成及控制的坚硬的V形切屑
  • 刀片的两个后刀面磨损均匀
  • 适用于小螺距
  • 刀片的刀尖暴露于高温中,限制了可能的进刀深度
  • 大螺距工况下存在振动风险且切屑控制差
  • 断屑槽型不适合径向进刀。


交替式进刀

交替式进刀是加工较大螺纹牙型的首选 (推荐用于大于5 mm (5 t.p.i) 螺距)。

  • 切屑被双向引导,从而使切屑控制变得困难
  • 在加工非常粗的螺纹时可确保均匀的刀片磨损和最长的刀具寿命
  • 交替式进刀可使用任何槽型
  • 需要使用特殊的数控机床程序


每次走刀深度

有关进刀量推荐值,参见样本ToolGuide。这些推荐值是初始值,最合适的走刀次数必须针对具体的螺纹车削工序不断试验才能确定。

  • 应避免使进刀量小于0.05 mm (0.002英寸)
  • 对于CBN镶尖刀片,进刀量不应超过0.10 mm (0.004英寸)
  • 对于多刃刀片,请务必使用正确的进刀量推荐值


切深逐层递减 (切屑面积不变)

减少每次走刀的进刀深度是改进加工结果的最常见方法,也是所有螺纹车削工序的首选。

  • 保持第一次走刀进给量,将最后一次走刀的进给量保持为约0.07 mm (0.003英寸)
  • 确保均匀的刀片负载和更加“均衡”的切屑区域


每次走刀切深相等

通过恒定的每次走刀深度,无论走刀次数如何,每次走刀 (最后一次走刀除外) 的切深都相等。这是一种生产率较低的方法。

  • 增加所需的走刀次数
  • 对刀片的要求更高
  • 能够提供更好的切屑控制
  • 不应用于螺距大于1.5 mm或16 t.p.i.的应用场合


数控车床上的螺纹车削循环

标准数控车床采用专用螺纹车削循环,其中,可通过不同的方式设置螺距、螺纹深度和走刀次数 - 包括第一次和最后一次走刀。

对于最后一次走刀,强烈反对使用空走刀 (最后一次走刀设定等于前一次走刀的设定)。使用推荐的进给循环更有利于确保良好的螺纹质量和较长的刀片刀具寿命。


刀具进给方向

加工螺纹可以采用许多种方法。主轴可沿顺时针或逆时针方向旋转,从而朝向或背离夹头进给刀具。螺纹车削刀具也可用于正装或倒装(后者有助于排屑)。 

最常见的设置在下图中用绿色标记。

背离夹头工作

使用右手型刀具加工左旋螺纹 (以及使用左手型刀具加工右旋螺纹) 能够减少刀具库存,从而节约成本。

在下图中标有红色的设置中必须使用负垫片。


外螺纹
右旋螺纹左旋螺纹

右手型刀具/刀片

左手型刀具/刀片

右手型刀具/刀片

左手型刀具/刀片

左手型刀具/刀片

右手型刀具/刀片


外螺纹
右旋螺纹左旋螺纹

右手型刀具/刀片

左手型刀具/刀片

右手型刀具/刀片

左手型刀具/刀片

左手型刀具/刀片

右手型刀具/刀片

左手型刀具/刀片

右手型刀具/刀片


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