[發(fā)明專利]一種利用數(shù)控宏程序加工波形螺紋的工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410650052.3
• 申請(qǐng)日: 2014-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104460526A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李永勝;陳茹;何小宏;張泉;王維林;張婕妤;李致宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東天瑞重工有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/4097
• 分類號(hào): G05B19/4097
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 李樹(shù)祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種波形螺紋的加工方法，尤其是涉及一種利用數(shù)控宏程序加工波形螺紋的工藝，屬于機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

液壓鑿巖機(jī)的釬尾、鉆桿和釬頭廣泛地應(yīng)用了波形螺紋連接，其優(yōu)點(diǎn)是在使用相同材料的情況下具有較高的抗沖擊疲勞強(qiáng)度，并且拆卸快、剛性好。在鉆鑿過(guò)程中螺紋受到高頻率的脈動(dòng)沖擊載荷，同時(shí)還要傳遞很大的扭矩，這就對(duì)波形螺紋質(zhì)量提出了更高的要求。

左旋波形螺紋截面為正反圓弧相切的波浪形，由于該螺紋牙型特殊，螺距較大，加工起來(lái)困難很大。

傳統(tǒng)的加工方法是仿形法，這種方法切削抗力較大且當(dāng)長(zhǎng)徑比較大時(shí)會(huì)導(dǎo)致工件剛性不足，工藝系統(tǒng)容易出現(xiàn)嚴(yán)重振動(dòng)，制約了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率；

近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外釬具廠家大多采用尖刀偏心旋風(fēng)銑削法加工波形螺紋，這種方法大大提高了螺紋的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，但是該方法需要復(fù)雜的工藝工裝，適用性較差；

隨著CAE和CAM技術(shù)的快速發(fā)展，某些廠家開(kāi)始利用螺紋切削指令G92進(jìn)行波形螺紋加工，這種方法思想先進(jìn)，普通數(shù)控車便可完成，但是編程復(fù)雜，程序適用性差，修改起來(lái)往往“牽一發(fā)而動(dòng)全身”。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可以利用普通數(shù)控車和刀具高效高質(zhì)量的完成波形螺紋加工的利用數(shù)控宏程序加工波形螺紋的工藝。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種利用數(shù)控宏程序加工波形螺紋的工藝，包括：

利用二維CAD軟件精確制圖，以加工時(shí)的工件坐標(biāo)系為基準(zhǔn)、以圖紙中的數(shù)據(jù)為依據(jù)將加工輪廓轉(zhuǎn)化成函數(shù)方程；

將要切除的部分分成兩部分，一部分采用粗車的方法高效地切除，另一部分采用精車的方法精確地切除。

以下是本發(fā)明對(duì)上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化：

該工藝包括在G代碼中導(dǎo)入函數(shù)化的加工軌跡。

波形螺紋由三段圓弧構(gòu)成，粗車為精車留0.2mm的余量，則粗車的三段圓弧的函數(shù)方程從左到右依次為：

（x/2-10.67）²+(z-108)²=5.2²

（x/2-18.67）²+(z-102)²=4.8²

（x/2-10.67）²+(z-96)²=5.2²

精車的三段圓弧的函數(shù)方程從左到右依次為：

（x/2-10.67）²+(z-108)²=5²

（x/2-18.67）²+(z-102)²=5²

（x/2-10.67）²+(z-96)²=5²

其中：x表示螺紋外輪廓的徑向尺寸，z表示螺紋外輪廓相對(duì)于右側(cè)端面的軸向尺寸。

進(jìn)一步優(yōu)化：該工藝還包括螺紋切削指令G92和數(shù)控宏程序中的WHILE語(yǔ)句；

首先利用牛頓-萊布尼茲方程中的微積分理論將待切除部分分成均勻的N段，然后采用數(shù)控宏程序中的WHILE語(yǔ)句進(jìn)行編程，使刀尖在軸向和徑向循環(huán)切削。

進(jìn)一步優(yōu)化：在粗車過(guò)程中徑向的單邊進(jìn)給量為0.3mm，軸向的進(jìn)給量為0.4mm，精車過(guò)程中軸向的進(jìn)給量為0.1mm。

本發(fā)明的主要思路是在CAD軟件中精確制圖，并將螺紋的表面輪廓轉(zhuǎn)化成函數(shù)方程，利用微積分的思想和WHILE語(yǔ)句進(jìn)行編程，使刀尖在徑向和軸向循環(huán)切削。這種方法可以通過(guò)調(diào)整某一個(gè)參數(shù)便可實(shí)現(xiàn)螺紋表面質(zhì)量的精確控制，并且可以通過(guò)參數(shù)的改變調(diào)節(jié)加工速度，而這種參數(shù)的改變簡(jiǎn)單易行不需要修改整個(gè)程序。

本發(fā)明結(jié)合先進(jìn)的CAD和CAM技術(shù)，創(chuàng)造性的引入了數(shù)控宏程序、微積分思想和函數(shù)化軌跡方程，該工藝的優(yōu)點(diǎn)是使用設(shè)備簡(jiǎn)單，編程容易，適用性強(qiáng)，可廣泛地應(yīng)用于R型和T型螺紋加工。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

附圖1是本發(fā)明實(shí)施例中波形螺紋的加工軌跡示意圖；

附圖2為附圖1中A處的放大圖。

圖中：1-波形螺紋牙型；2-粗車軌跡；3-精車軌跡。

具體實(shí)施方式