本書由淺入深、詳細(xì)介紹了螺紋的數(shù)控車、銑加工方法,是作者從事數(shù)控工藝和加工幾十年中關(guān)于螺紋加工方面的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。本書內(nèi)容6章。第1章是螺紋的基礎(chǔ)知識(shí)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn);第2章是螺紋數(shù)控車加工基礎(chǔ),既詳細(xì)介紹了數(shù)控車螺紋用的刀具、粗車螺紋的兩個(gè)重要原則及計(jì)算方法,又詳細(xì)介紹了發(fā)那科系統(tǒng)和西門子系統(tǒng)用于車螺紋的各種指令。第3章是螺紋的數(shù)控車削,既具體介紹了各種標(biāo)準(zhǔn)螺紋的數(shù)控車削方法,又詳細(xì)介紹了鋼絲繩卷筒上繩槽(雙線半圓剖面三段組合螺旋槽)的數(shù)控車削方法,兩種頭尾相接的特殊螺旋槽的以車代銑方法,以及車去三角螺紋頭部不完整部分的方法;第4章是螺紋數(shù)控銑加工基礎(chǔ),既介紹了數(shù)控銑螺紋和攻螺紋用的刀具,又詳細(xì)介紹了發(fā)那科系統(tǒng)和西門子系統(tǒng)用于銑螺紋和剛性攻螺紋的各種指令;第5章是剛性攻螺紋和用鑲嵌式螺紋銑刀銑螺紋;第6章是用整體硬質(zhì)合金螺紋銑刀銑螺紋。書中的加工案例絕大部分是作者親歷過的。書中既有數(shù)控車、銑螺紋的必備知識(shí),又有數(shù)控車、銑各種螺紋的具體方法,其中有些方法還是作者首創(chuàng)。書中提供了許多車、銑同類螺紋的通用宏程序,讀者使用時(shí)只要按具體條件對(duì)相應(yīng)的變量賦值就可以使用。
螺紋不但是零件的常見要素,而且在許多場(chǎng)合還是零件的重要要素。
作者與數(shù)控車床打了幾十年交道,做過上千種零件的數(shù)控車削工藝和加工,曾在多種材質(zhì)的零件上車過各種制式和各種精度要求的螺紋。螺紋車得多了,積累了些經(jīng)驗(yàn),也有過一些教訓(xùn)。有時(shí)候教訓(xùn)比經(jīng)驗(yàn)更讓人印象深刻。有一次承接一批質(zhì)量要求高的國(guó)外不銹鋼質(zhì)儀表接頭加工,其中主要是車其上的NPT1.5內(nèi)錐螺紋。作者使用的是一把直徑咖20mm的進(jìn)口可轉(zhuǎn)位螺紋車刀。此刀全長(zhǎng)140mm,截去35mm(當(dāng)時(shí)舍不得多去)還剩105mm。加工時(shí)夾持60mm,伸出45mm,車出的螺紋表面有少許振紋。分別改變各項(xiàng)工藝參數(shù),無(wú)效。調(diào)整機(jī)床間隙,無(wú)效。背吃刀量再小也還有振紋。無(wú)奈交貨,遭退貨,損失不小。忍痛把車刀再截去15mm,伸出30mm,加工時(shí)就沒有振紋了。作者認(rèn)為,數(shù)控車螺紋效率高、成本低、質(zhì)量(尤其是表面質(zhì)量)好,前提條件是要有好的工藝和加工程序。
有些非回轉(zhuǎn)體零件上的螺紋不好車削,只能在數(shù)控銑床或加工中心上攻螺紋或銑削。作者與數(shù)控銑削加工打交道不到十年,總體還在初中水平,所幸遇到過許多攻螺紋加工和銑螺紋加工,在攻錐螺紋和用各種螺紋銑刀銑螺紋方面有一些經(jīng)驗(yàn),當(dāng)然還有教訓(xùn)。作者初次銑螺紋是在第三屆全國(guó)數(shù)控技能大賽數(shù)銑賽項(xiàng)賽題試切過程中,當(dāng)時(shí)是在鋼質(zhì)件上銑M12粗牙內(nèi)螺紋,用徑向人刀編程。試切時(shí)在人刀這一步銑刀就斷了。一看,此銑刀直徑只有φ7.5mm,中心還有內(nèi)冷孔,再去掉刃齒截面和4條排屑槽截面,橫截面積非常小,禁不住入刀時(shí)的背向力。這把價(jià)值2000多元的銑刀,就因?yàn)槿说兑徊藉e(cuò)被毀掉了!改用轉(zhuǎn)半圈螺旋入刀后,該螺紋順利銑成。難車削螺紋用攻螺紋加工還是銑加工?如果選擇銑加工,用什么樣的銑刀?這都是數(shù)控工藝員面臨的課題。作者以為,選對(duì)刀(刃)具、選對(duì)加工方法和編制正確的加工程序是在數(shù)控銑床和加工中心上加工螺紋的3個(gè)必要條件。
作者花費(fèi)不少時(shí)間和精力把自己幾十年加工螺紋的實(shí)踐梳理了一下,把正、反兩方面的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了一下,把當(dāng)時(shí)急著交活來(lái)不及思考的問題又重新思考一遍,歸納成螺紋數(shù)控車、銑加工的若干方法和原則,與讀者一起分享。
關(guān)于這本書中的程序,有5個(gè)問題要說(shuō)明。
1.程序適用的數(shù)控系統(tǒng)問題
數(shù)控系統(tǒng)的種類很多,但無(wú)論在國(guó)外還是在國(guó)內(nèi),存量機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)還是以發(fā)那科系統(tǒng)和西門子系統(tǒng)居多,所以書中開發(fā)和提供的加工程序直接針對(duì)這兩種數(shù)控系統(tǒng)。
2.關(guān)于NC程序與宏程序的問題
大多數(shù)螺紋的數(shù)控車、銑加工用常規(guī)的NC程序就可以解決,只有車某些螺紋(例如車半圓弧螺紋和分層分多刀車鋸齒形螺紋等)才需要用含變量的車削宏程序,也只有銑某些螺紋(例如銑錐管螺紋)才需要用含變量的銑削宏程序。銑某個(gè)具體的錐管螺紋時(shí),用只含很少(兩三個(gè))變量的宏程序就可以進(jìn)行加工。但書中提供的程序絕大部分是宏程序,而且其中用的變量個(gè)數(shù)還比較多,這是為了提高程序的通用性。這些宏程序可作“傻瓜程序”用,即如果使用前來(lái)不及讀懂(理解),也可以按照說(shuō)明給變量賦值后使用,先把螺紋加工出來(lái),回頭再抽時(shí)間讀懂它。
3.關(guān)于書中宏程序的使用(套用)問題
書中提供的大部分是通用宏程序。開發(fā)這些通用宏程序時(shí)把能想到的加工尺寸和切削參數(shù)等都用變量表示?梢园殉绦颍òê瓿绦颍┓殖深^部、“身段”和尾部三部分。書中宏程序的核心是“身段”部分。在使用發(fā)那科系統(tǒng)和西門子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控加工時(shí),這部分是不能改的。在使用其他數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行加工時(shí),應(yīng)對(duì)“身段”部分的內(nèi)容做原原本本的翻譯。至于對(duì)容易看懂的頭、尾部分,必要時(shí)可略做修改(以適應(yīng)所用的具體機(jī)床)。例如,由于書中所有的銑螺紋(包括攻螺紋)的程序都是針對(duì)數(shù)控銑床的,所以在加工中心(即使配置的是發(fā)那科系統(tǒng)或西門子系統(tǒng))上使用時(shí),應(yīng)在程序的頭部加換刀指令。
4.關(guān)于銑螺紋是用刀心軌跡編程(不用G41或G42指令)還是用切削軌跡編程的問題
在大多數(shù)場(chǎng)合,用這兩種軌跡編程都是可以的。但由于含G41或G42指令的程序用起來(lái)方便(可用改變刀補(bǔ)欄內(nèi)的刀徑設(shè)定值來(lái)調(diào)節(jié)銑出螺紋直徑的大。,所以書中提供的大部分是含G41或G42指令的程序。只有在一些無(wú)法使用G41或G42指令編程的場(chǎng)合(例如鉆底孔、倒角和銑螺紋合一時(shí)以及所用銑刀直徑與螺紋底孑L直徑很接近的情況下銑螺紋時(shí)),不得已才使用刀心軌跡編程。使用這兩類程序時(shí),注意屏幕顯示軌跡的差異和進(jìn)給量指令(賦值)數(shù)據(jù)的差異。
5.關(guān)于西門子程序使用時(shí)的一個(gè)細(xì)節(jié)
對(duì)于書內(nèi)有“>”或“<”號(hào)的程序,如果用西門子操作面板手工輸入,則不會(huì)有問題。而如果先手工輸入計(jì)算機(jī),再?gòu)挠?jì)算機(jī)傳輸進(jìn)數(shù)控系統(tǒng),運(yùn)行時(shí)機(jī)床有可能報(bào)字符格式錯(cuò)誤。如果出現(xiàn)此種情況,把“>”或“<”號(hào)刪掉后,用面板上的鍵重輸入就可解決。
關(guān)于本書的內(nèi)容,有兩個(gè)問題要做交代。
1.螺紋加工的方法其實(shí)很多,螺紋機(jī)加工也有多種方法
精度要求不高的外螺紋標(biāo)準(zhǔn)件可以用搓螺紋的方法快速加工出來(lái)。批量大的梯形螺紋、絲杠、螺桿(如螺桿泵的轉(zhuǎn)子和定子模芯)和蝸桿(如汽車刮水器傳動(dòng)蝸桿)可以用旋風(fēng)銑高速銑加工。本書的內(nèi)容限于在數(shù)控車床、數(shù)控銑床和加工中心上加工螺紋,所以沒有收入以上兩種加工方法。
2.在數(shù)控銑床和加工中心上還可以做擠壓攻螺紋和振動(dòng)攻螺紋
擠壓攻螺紋要用專用的擠壓絲錐,振動(dòng)攻螺紋要購(gòu)置和安裝振動(dòng)源。還有振動(dòng)與擠壓并用的振動(dòng)擠壓攻螺紋。關(guān)于這方面的內(nèi)容本書未收入。
如果說(shuō)一本好的文學(xué)書應(yīng)該是思想和藝術(shù)的探索,那么一本好的技術(shù)書就應(yīng)該是技術(shù)和方法的探究。盡管這個(gè)目標(biāo)很高,但我還是向這個(gè)目標(biāo)努力。作者的本意是想寫一本既有實(shí)踐又有理論、既有深度又有廣度、既有傳統(tǒng)方法又有創(chuàng)新方法、既能讓螺紋加工人員直接使用又能對(duì)教學(xué)螺紋加工的師生有幫助的書。我不知道最終的結(jié)果離這個(gè)目標(biāo)有多遠(yuǎn),我只知道自己已經(jīng)努力了。
由于作者的經(jīng)驗(yàn)有限、知識(shí)有限、見識(shí)有限,書中難免有疏漏、不足和錯(cuò)誤之處,懇請(qǐng)廣大讀者指正。
周維泉,1942年生,江蘇無(wú)錫人,畢業(yè)于上海交通大學(xué),高級(jí)工程師。從1978年起從事數(shù)控機(jī)床應(yīng)用工作,做過上千種零件的工藝和加工01982年曾赴日本研修數(shù)控機(jī)床應(yīng)用技術(shù)。已出版專著一本、發(fā)表論文32篇,是第16屆(2001-2014年)全國(guó)數(shù)控技能大賽工作專家、命題專家。2008-2013年全國(guó)中職學(xué)校數(shù)控技術(shù)技能大賽工作專家、命題專家02011年參加了第41屆世界技能大賽數(shù)控車、數(shù)控銑項(xiàng)目中國(guó)選手集訓(xùn)教練工作,F(xiàn)為《制造技術(shù)與機(jī)床》雜志編委會(huì)委員。
目錄
前言
第1章螺紋的基礎(chǔ)知識(shí)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
1.1 螺紋簡(jiǎn)介
1.2 普通螺紋
1.2.1 基本牙型和尺寸關(guān)系
1.2.2 設(shè)計(jì)牙型
1.2.3 螺距系列和公稱尺寸系列
1.2.4 公差和標(biāo)記
1.3 管螺紋
1.3.1 55°非密封管螺紋
1.3.2 60°密封管螺紋
1.3.3 55°密封管螺紋
1.3.4 米制密封螺紋
1.4 梯形螺紋
1.5 鋸齒形螺紋
1.5.1 3°、30°鋸齒形螺紋
1.5.2 0°、45°鋸齒形螺紋
1.6 統(tǒng)一英制螺紋
第2章螺紋數(shù)控車加工基礎(chǔ)
第3章螺紋的數(shù)控車削
第4章螺紋數(shù)控銑加工基礎(chǔ)
第5章剛性攻螺紋和用鑲嵌式螺紋銑刀銑螺紋
第6章用整體硬質(zhì)合金螺紋銑刀銑螺紋