[发明专利]一种加工螺纹时避免螺纹首尾产生尖边的方法

说明书

技术领域

本发明属于数控加工技术领域，特别是涉及一种加工螺纹时避免螺纹首尾产生尖边的方法。

背景技术

螺纹首尾尖边(如图1所示)即在车削起始螺纹时，由于螺纹自身的螺旋使螺纹牙型距工件端面间的宽度形成渐变的尖边。在刀具刚刚切入工件时，刀具的两条切削刃对工件均有一个垂直于切削刃方向的切削力F(如图2所示)；螺纹尖边在螺纹起点处较薄，受力时极易变形，向外侧倾斜。同时，随着螺纹尖边的尖边变形量也不相同；从宏观看，与机械加工中产生的毛刺极为相像，导致装配时工件旋入困难影响工件的使用，而另一侧由于工件刚度较大则变形微小。目前，国内多依靠人工打磨去除螺纹尖边或增加一些铣削、磨削工序去除螺纹尖边；但这些方法加工过程不易控制，打磨时易损伤下一个螺纹牙侧面；而且加工效率低，每小时仅能打磨完成4～6件带有螺纹尖边的工件，表面质量差，最高仅能达到Ra6.3，严重影响工件的装配精度。但现并无其他方法可避免加工螺纹时螺纹尖边的产生。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种既可以提高工件的表面质量和加工效率，又可有效避免加工螺纹时螺纹首尾产生尖边的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种加工螺纹时避免螺纹首尾产生尖边的方法，包括如下步骤：

步骤一：车削螺旋柱面槽，增大起始螺纹牙型的强度

将工件加工螺纹前的内或外圆面上切削去除半圈到四分之三圈的螺旋柱面槽，预先去除初始的螺纹尖边；

步骤二：进行螺纹加工，使刀具沿着螺旋柱面槽进刀；保证螺纹起点与步骤一中切削去除的螺旋柱面槽最后加工的刀具轨迹线的起点坐标一致。

步骤一中所述的螺旋柱面槽的直径为螺纹的小径。

步骤一中所述的切削去除螺旋柱面槽，其具体方法如下：

将加工螺纹的循环指令分解成单步的螺纹加工指令，将螺纹起点和终点坐标设置成数控程序中的变量；在轴向进刀，刀具轨迹线两线间的宽度为0.05～0.2mm；再从工件端面车削0.5～0.8倍螺距的深度，然后，在直径方向上快速退刀，其进给率为F10～F30。

本发明的有益效果：

本发明利用普通数控车床，在加工螺纹的同时，不增加其它工序就能有效避免螺纹尖边的产生。应用本发明的方法加工的螺纹表面质量在Ra3.2以上，可提高一个等级；另外，本发明可缩短加工工序，节约工序成本，加工时间在30～60秒，效率最高可提高12倍以上。因此，本发明的方法具有良好的社会效益和显著的经济效益，在国内的市场前景广阔。本发明适用于所有螺纹类工件的数控车削加工，对于内螺纹的加工有效去除尖边有重要意义。

附图说明

图1是具有螺纹尖边的工件图；

图2是切削螺纹时工件的受力情况示意图；

图3是切削去除螺旋柱面槽后的工件图；

图4是切削去除螺旋柱面槽时的刀具轨迹线示意图；

图5是采用本发明的方法加工的工件图；

图中，1-螺纹尖边，2-刀具，3-工件，4-螺纹起点，5-螺旋柱面槽，6-刀具轨迹线。

具体实施方式

一种加工螺纹时避免螺纹首尾产生尖边的方法，包括如下步骤：

步骤一：车削螺旋柱面槽5，增大起始螺纹牙型的强度

将工件3加工螺纹前的内或外圆面上切削去除半圈到四分之三圈的螺旋柱面槽5，如图3所示，预先去除初始的螺纹尖边1；所述的螺旋柱面槽5的直径为螺纹的小径，所述螺纹的小径是指与外螺纹牙底相切的假想圆柱的直径，所述螺旋柱面槽5的直径是指该槽面所属的圆柱体的直径。

所述的切削去除螺旋柱面槽5，其具体方法如下：

将加工螺纹的循环指令分解成单步的螺纹加工指令，如将G92循环指令分解成单步的螺纹加工指令G32，以更好的应用宏程序对加工过程的控制，并使刀具轨迹变密，即进行多次走刀切削；将螺纹起点4和终点坐标设置成数控程序中的变量，从图4中最上方的刀具轨迹线6开始，在轴向进刀，刀具轨迹线6两线间的宽度即为变量数值，在一般情况下设置为0.05～0.2mm即可；再从工件端面车削0.5～0.8倍螺距的深度，即控制终点坐标在0.5～0.8倍螺距以内；然后，在直径方向上快速退刀，其进给率为F10～F30，螺旋柱面槽5尾部的圆弧即为快速退刀形成的。

步骤二：进行螺纹加工，使刀具2沿着螺旋柱面槽5进刀；保证螺纹起点4与步骤一中切削去除的螺旋柱面槽5最后加工的刀具轨迹线6的起点坐标一致。这样，就保证了螺纹起点4与工件端面间存在0.5mm以上的距离，即螺纹起点4具有一定的强度，不会在装配时产生变形。如图3所示，直至到螺纹起点4，起始螺纹牙型的宽度已经增大到0.5mm以上；这样就增大了起始螺纹牙型的强度。如图2所示，在F力的作用下螺纹牙的变形大大减小，有效的避免了螺纹尖边1的产生。