螺桿加工夾具設(shè)計(jì)與程序編制

【摘 要】隨著數(shù)控技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，數(shù)控車床的應(yīng)用越來越廣泛。當(dāng)前職業(yè)技術(shù)院校的數(shù)控教學(xué)，比較重視數(shù)控程序編輯的講解，但對(duì)數(shù)控加工零件的精度控制方法介紹得比較少，這往往會(huì)淡化學(xué)生對(duì)產(chǎn)品精度質(zhì)量的重視程度。本文通過典型零件（螺桿）的加工，重點(diǎn)介紹螺桿加工的夾具設(shè)計(jì)與程序編制。

【關(guān)鍵詞】工藝分析；參數(shù)宏程序；程序跳轉(zhuǎn)

一、零件加工工藝分析

（1）螺桿零件特點(diǎn)分析。毛坯材料為Q235A，規(guī)格為φ30

×200mm。

從零件圖1要求及材料來看，雖然該工件形位精度要求不高，但加工過程中仍有一定難度，主要體現(xiàn)在以下幾方面：螺桿直徑相對(duì)較小、長(zhǎng)度較長(zhǎng)，所以剛性不好；三角螺紋加工大徑為φ24 mm，尺寸相對(duì)較小，但螺距較大（3mm），螺紋長(zhǎng)度較長(zhǎng)，且三角螺紋的端部是圓弧面。梯形螺紋螺距為6mm，長(zhǎng)度較長(zhǎng)。目前SIEMENS 802S數(shù)控系統(tǒng)螺紋編程指令有G33和LCYC97是簡(jiǎn)單螺紋切削，直接采用顯然不適合可以考慮利用宏程序控制螺紋切削進(jìn)刀方式，避免三刃切削。（2）確定工藝路線。工藝步驟：利用三爪卡盤裝夾φ30 mm毛坯使工件伸出長(zhǎng)度大于82.5mm ，完成零件右端外輪廓加工，再加工三角螺紋。右端加工完成后，松開卡盤調(diào)頭裝夾φ30毛坯，伸出長(zhǎng)度20mm左右，車削端面控制工件長(zhǎng)度尺寸，然后鉆中心孔。（注：中心孔不宜大，滿足加工條件即可）松開工件用夾套套在φ22的外圓上，三爪卡盤夾住夾套，采用一夾一頂加工梯形螺紋。

二、夾具設(shè)計(jì)

定位方案確定及輔助裝夾零件的設(shè)計(jì)。參照?qǐng)D紙，該工件形位精度要求不高，可考慮采用“一夾一頂”裝夾（若用卡盤直接夾持，工件會(huì)因徑向切削力過大和熱變形的影響出現(xiàn)彎曲變形，很難達(dá)到技術(shù)要求）；但加工三角螺紋時(shí)，由于露出端為圓弧面，該圓弧面上不允許加工中心孔，常用的后頂尖不適合。為此，我們可設(shè)計(jì)加工出圖2所示的輔助支撐件，并將輔助支撐件裝入機(jī)床尾座套筒內(nèi)，利用它前面的凹圓弧與工件凸圓弧面接觸（兩圓弧面半徑相同），以增加工件的剛性，解決了加工三角螺紋由于剛性不足而引起的零件變形和讓刀現(xiàn)象、減小了尺寸誤差。該輔助支撐件相對(duì)于工件可以回轉(zhuǎn)，但要在其凹圓弧貯油漕內(nèi)加入適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑油，以減小摩擦。

當(dāng)零件三角螺紋一端加工完成后，調(diào)頭車削梯形螺紋，發(fā)現(xiàn)不容易裝夾，不能直接夾持三角螺紋，這里可以利用設(shè)計(jì)加工出的夾套，套在φ22 mm的外圓上。夾套內(nèi)孔直徑為φ22 mm，外圓尺寸為φ30 mm，該尺寸大于螺紋大徑φ24 mm，這樣三爪卡盤裝夾工件時(shí)與三角螺紋就不會(huì)發(fā)生干涉；三爪卡盤夾住夾套，起到定位和保護(hù)零件作用，成批生產(chǎn)裝夾牢固可靠方便。大批量生產(chǎn)時(shí)，如圖3所示，該夾套加工后可一分為三，分別粘接在三個(gè)卡爪上，便于操作。

三、宏程序編制

（1）螺紋車削分析。普通車床加工梯形螺紋，螺紋精度比較容易控制，在數(shù)控車床上加工梯形螺紋，精度取決于程序。車削加工第一個(gè)零件時(shí)，為避免螺紋刀的三刃同時(shí)切削，必須考慮車削梯形螺紋的走刀軌跡，先在直徑方向進(jìn)刀車螺紋，然后往左進(jìn)刀車螺紋，依次循環(huán)直到加工到螺紋尺寸。（2）梯形螺紋宏程序。XHWCJG.MPF；G54M3S800T1G0 F0.25；G0X30Z6；R1=26；FF：G0X=R1；G33Z-95K6；G0X30；Z5.7；X=R1；G33Z-95K6；G0X30；Z6；R1=R1-0.2；IF R1>=19 GOTOB FF；G0X100Z100；M30。

上述加工方法中的輔助零件要在自身機(jī)床上加工并使用，若工件形位精度要求高，則不采用該定位方法。該程序可以人為建立固定的模式，若用于加工任何不同直徑的梯形螺紋，只需改變程序中的定位點(diǎn)、有關(guān)R參數(shù)和螺紋加工底徑等。也可用于任何數(shù)控系統(tǒng)只須改變?cè)撓到y(tǒng)的參數(shù)符號(hào)，比如FAUNC系統(tǒng)用參數(shù)變量用 “#” 符號(hào)和改變相關(guān)的加工指令即可。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]《SIEMENS系統(tǒng)操作說明書》

[2]李昌年主編.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003（7）

[3]王先逵主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)與制造[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007（1）