數(shù)控車螺紋加工的進(jìn)刀方式略談

孫樹(shù)明 河南經(jīng)濟(jì)貿(mào)易技師學(xué)院

在進(jìn)行螺紋加工時(shí)，需要結(jié)合不同的加工方式選擇不同的進(jìn)刀方式，在利用數(shù)控車進(jìn)行加工時(shí)，需要將數(shù)控車的主軸零位信號(hào)位置與螺紋選線起點(diǎn)一致，使得螺紋在加工時(shí)能夠按照原有的溝槽進(jìn)行，不僅能夠保證溝槽的精度，還不至于破壞螺紋溝槽，主要是在加工的過(guò)程中要能夠?qū)崿F(xiàn)精密的進(jìn)刀，提高數(shù)控車的加工精度。根據(jù)加工的方式，將數(shù)控車螺紋加工的進(jìn)刀方式分為手動(dòng)對(duì)刀、自動(dòng)進(jìn)刀與半自動(dòng)進(jìn)刀三種方式。

一、手動(dòng)進(jìn)刀

手動(dòng)對(duì)刀的方法主要是在進(jìn)行螺紋加工時(shí)，由操作者手動(dòng)的將切削的進(jìn)刀與螺紋選線起點(diǎn)一致，它遵循著傳統(tǒng)的“定位—加緊—加工”的步驟來(lái)實(shí)施螺紋加工，要實(shí)現(xiàn)這種加工方式最重要的一點(diǎn)就是螺紋螺旋線的起點(diǎn)和主軸上零位信號(hào)相一致，在具體操作的過(guò)程中，螺紋螺旋的起點(diǎn)是可見(jiàn)的，而數(shù)控車的主軸零位位置安裝在主軸箱中，這對(duì)操作來(lái)說(shuō)是不可見(jiàn)的，如何有效的進(jìn)行操作，就需要操作人工調(diào)整與主軸上的零位信號(hào)位置，保證在加工時(shí)螺紋螺旋線的起點(diǎn)與主軸的零位信號(hào)達(dá)到一致，才能保證螺紋工件的精度。在具體的工作中通過(guò)檢測(cè)主軸的零位起點(diǎn)位置，并將其標(biāo)注出來(lái)，主要方法如下：對(duì)主軸光電編碼器的C相信號(hào)通過(guò)檢測(cè)的方式，將其標(biāo)注出來(lái)，然后利用發(fā)光二極管LED、電阻R(3-5Ω)串聯(lián)在一起，如果主軸的位置不在零位，這時(shí)C相輸出的是低電平，LED燈滅，在主軸零位旋轉(zhuǎn)到合適位置時(shí)，零位信號(hào)產(chǎn)生，這時(shí)C端輸出為高電平，LED接通發(fā)光，就能夠?qū)?shù)控車的主軸零位位置標(biāo)注出來(lái)，具體的電路圖如圖1所示。

圖1 數(shù)控車零位位置檢測(cè)電路圖

在檢測(cè)出主軸零位位置后，工作人員就可以手動(dòng)的調(diào)整螺紋旋線的起點(diǎn)位置，使之與數(shù)控車主軸零位信號(hào)保持一致，操作方法如下：先將數(shù)控車的主軸旋轉(zhuǎn)到零位置后，保持主軸位置不動(dòng)，然后手動(dòng)旋轉(zhuǎn)刀具，將刀具對(duì)準(zhǔn)螺紋工件上的螺紋溝槽底部（如圖2中的B點(diǎn)），然后沿正向移動(dòng)螺距至A點(diǎn)位置，使之對(duì)準(zhǔn)螺紋螺旋線的起點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)加工工件的定位，在加工時(shí)，要以A點(diǎn)為螺紋切削的進(jìn)給起點(diǎn)，保證在加工時(shí)，A點(diǎn)的位置為B點(diǎn)沿Z正向移動(dòng)nt距離，這樣才能有效的完成工件的加工，具體如圖2所示。

圖2 手動(dòng)進(jìn)刀流程圖

二、自動(dòng)進(jìn)刀

手動(dòng)進(jìn)刀就是利用數(shù)控車自動(dòng)加工的方式進(jìn)行對(duì)刀，它同樣也遵循“定位—夾緊—加工”的流程，先進(jìn)行定位，然后再進(jìn)行加工，如何在工件不定位的情況下對(duì)其進(jìn)行加工，實(shí)現(xiàn)數(shù)控車的車刀在螺紋螺旋線的起點(diǎn)對(duì)工件進(jìn)行切削加工，這就需要打破傳統(tǒng)的工件操作模式，采用“固定一尋位一加工”數(shù)控加工與操作模式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的加工。加工開(kāi)始時(shí)，首先利用系統(tǒng)來(lái)獲取工件的輪廓信息，采用模式識(shí)別與尋位計(jì)算的方式來(lái)獲取工件的真實(shí)值，進(jìn)而能夠有效的確定加工坐標(biāo)與設(shè)計(jì)坐標(biāo)之間的邏輯位置與實(shí)際關(guān)系，然后根據(jù)這些信息，自動(dòng)的生成數(shù)控車刀具的工作軌跡與數(shù)控車床的運(yùn)動(dòng)控制命令，進(jìn)而能夠有效的實(shí)現(xiàn)數(shù)控車加工的自動(dòng)進(jìn)刀工作。

自動(dòng)對(duì)刀采用的“固定—尋位—加工”模式與手動(dòng)進(jìn)刀模式有著很大的差別，主動(dòng)進(jìn)刀是利用自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)計(jì)算數(shù)控車進(jìn)刀的刀位，并按照加工的順序?qū)崿F(xiàn)數(shù)控車床的靈活加工，從而能夠有效的替代傳統(tǒng)加工的刀位核對(duì)的方式，以順應(yīng)現(xiàn)實(shí)靈活加工代替按既定關(guān)系強(qiáng)制加工。數(shù)控車加工的主動(dòng)尋位的關(guān)鍵是確定加工的切削刀點(diǎn)的位置，在加工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具位置的主動(dòng)尋位，結(jié)合具體加工的要求能夠自動(dòng)校正刀具的工作路勁，適時(shí)生成可以滿足刀具加工要求的運(yùn)動(dòng)軌跡與數(shù)控車床工作的控制命令，進(jìn)而能夠有效的完成螺紋工件的自動(dòng)加工。

三、半自動(dòng)進(jìn)刀

在有的螺紋工件需要按照原有的螺紋旋線進(jìn)行螺紋加工時(shí)，如果采用傳統(tǒng)的“定位—夾緊—加工”的加工方法，對(duì)螺紋工件的定位需要注意兩個(gè)方面的問(wèn)題，第一是對(duì)數(shù)控車床加工刀具的軸向定位，確定刀具的與螺紋工件的起點(diǎn)一致，其次是要確定工件的軸向定位，保證螺紋工件的旋線起點(diǎn)位置與數(shù)控車床的軸向起點(diǎn)位置一致。

實(shí)現(xiàn)刀具對(duì)工件的軸向定位，可以采用坐標(biāo)的方法實(shí)現(xiàn)定位，以圓柱螺紋為例，如圖3所示，將數(shù)控加工的坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)定在車床主軸的回轉(zhuǎn)中心線上，然后采用自動(dòng)對(duì)位的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)加工操作，主要操作過(guò)程如下：先將螺紋加工的工件夾緊固定，然后利用數(shù)控車床的手動(dòng)移動(dòng)車床的加工刀具，使刀具刀尖對(duì)準(zhǔn)工件上螺紋螺旋線的B點(diǎn)，要求旋線的螺紋溝槽底部與加工起點(diǎn)一致，其次，再沿Z正向移動(dòng)螺距整數(shù)倍的距離到達(dá)的A點(diǎn)位置，在軸向位置對(duì)準(zhǔn)后，將其作為螺紋螺旋線的起點(diǎn)位置，從而達(dá)到對(duì)螺旋刀具的軸向定位，完成軸向定位后，在對(duì)工件進(jìn)行數(shù)控加工時(shí)，要求能夠以圖中A點(diǎn)作為每次螺紋切削進(jìn)給的起點(diǎn)，并將其作為進(jìn)刀的位置，加工時(shí)要求從A點(diǎn)位置為B點(diǎn)沿Z正向移動(dòng)nt距離，進(jìn)而能夠完成螺紋工件的半自動(dòng)加工。

圖3 半自動(dòng)進(jìn)刀示意圖

結(jié)束語(yǔ)：在螺紋工件加工時(shí)，需要結(jié)合螺紋加工工件的具體要求與實(shí)際加工的情況，對(duì)數(shù)控車床的軸向位置進(jìn)行主動(dòng)尋位，結(jié)合數(shù)控車床的軸向位置，選擇合適的加工進(jìn)刀方法，以提高螺紋工件的加工效率。