Общие методы обработки резьбы для обрабатывающих центров с ЧПУ
Обработка резьбы является одним из очень важных применений обрабатывающих центров с ЧПУ. Качество обработки и эффективность резьбы напрямую влияют на качество деталей и эффективность производства обрабатывающих центров.
С повышением производительности обрабатывающих центров с ЧПУ и усовершенствованием режущего инструмента методы обработки резьбы постоянно совершенствуются, а точность и эффективность постепенно улучшаются. Чтобы дать технологам возможность разумно выбирать методы обработки резьбы, повысить эффективность производства и избежать проблем с качеством, несколько методов обработки резьбы, обычно используемых на практике в обрабатывающих центрах с ЧПУ, суммируются следующим образом:
✅ 1.Классификация и характеристики обработки метчиком.
Использование метчиков для обработки резьбовых отверстий – наиболее распространенный метод. Он в основном подходит для резьбовых отверстий малого диаметра (D<30) и низкой точности позиционирования отверстия.
В 1980-х годах во всех резьбовых отверстиях применялись методы гибкого нарезания резьбы, то есть для зажима метчиков использовались гибкие резьбонарезные патроны. Резьбовые патроны можно использовать для осевой компенсации, чтобы компенсировать продвижение, вызванное асинхронной подачей станка и скоростью шпинделя. Укажите ошибку, чтобы убедиться в правильности шага. Гибкий метчик имеет сложную конструкцию, высокую стоимость, легко повреждается и даёт низкую эффективность обработки. В последние годы производительность обрабатывающих центров с ЧПУ постепенно улучшалась, и жёсткое нарезание резьбы стало базовой конфигурацией обрабатывающих центров с ЧПУ. Поэтому в настоящее время основным методом обработки резьбы стало жёсткое нарезание резьбы.
То есть метчик зажимается жёстким пружинным патроном, а подача и скорость шпинделя контролируются станком, чтобы они оставались неизменными.
По сравнению с гибким резьбонарезным патроном пружинный патрон имеет простую конструкцию, низкую цену и широкий спектр применения. Помимо зажимных метчиков, он также может зажимать концевые фрезы, свёрла и другие инструменты, что позволяет снизить затраты на инструмент. В то же время жёсткое нарезание резьбы можно использовать для высокоскоростной резки, что повышает эффективность работы обрабатывающего центра и снижает производственные затраты.
✅ 2. Определение резьбового нижнего отверстия перед нарезанием резьбы.
Обработка резьбового нижнего отверстия оказывает большое влияние на срок службы метчика и качество обработки резьбы. Как правило, диаметр бурового долота с резьбой выбирается близким к верхнему пределу допуска на диаметр резьбового забоя.
Например, диаметр нижнего отверстия с резьбой М8 составляет Ф6,7+0,27 мм, а диаметр сверла — Ф6,9 мм. Таким образом, припуск на обработку метчика может быть уменьшен, нагрузка на метчик может быть уменьшена, а срок службы метчика может быть увеличен.
✅ 3. Выбор метчиков.
При выборе метчика, прежде всего, необходимо подобрать инструмент, соответствующий обрабатываемому материалу.
По сравнению с фрезами и расточными резцами метчики очень чувствительны к обрабатываемым материалам. Например, использование метчиков для обработки чугуна или алюминиевых деталей может легко привести к срыву резьбы, случайным короблениям или даже поломкам метчиков, что приведет к бракованию заготовок. Во-вторых, обратите внимание на разницу между сквозными и глухими метчиками. Передний конец метчиков для сквозных отверстий длиннее, а удаление стружки - переднее. Передний конец глухого отверстия короче, а удаление стружки осуществляется сзади. Для глухих отверстий со сквозными метчиками глубина обработки резьбы не может быть гарантирована. Кроме того, если используется гибкий патрон для метчика, диаметр его хвостовика и ширина квадрата должны быть такими же, как и у патрона для метчика; диаметр хвостовика метчика для жёсткого нарезания резьбы должен быть таким же, как диаметр пружинной цанги. Короче говоря, только разумный выбор метчиков может обеспечить бесперебойную обработку.
✅ 4. Программирование контроллера ЧПУ для обработки метчиком.
Программирование обработки относительно простое. Теперь обрабатывающий центр обычно закрепляет подпрограмму нарезания резьбы, и ему нужно только назначить каждый параметр. Но следует отметить, что, поскольку система числового программного управления другая, формат подпрограммы иной и значение некоторых параметров отличается.
Например, для системы управления SIEMEN840C формат программирования: G84 X_Y_R2_ R3_R4_R5_R6_R7_R8_R9_R10_R13_. Во время программирования необходимо назначить то
лько эти 12 параметров.
С повышением производительности обрабатывающих центров с ЧПУ и усовершенствованием режущего инструмента методы обработки резьбы постоянно совершенствуются, а точность и эффективность постепенно улучшаются. Чтобы дать технологам возможность разумно выбирать методы обработки резьбы, повысить эффективность производства и избежать проблем с качеством, несколько методов обработки резьбы, обычно используемых на практике в обрабатывающих центрах с ЧПУ, суммируются следующим образом:
✅ 1.Классификация и характеристики обработки метчиком.
Использование метчиков для обработки резьбовых отверстий – наиболее распространенный метод. Он в основном подходит для резьбовых отверстий малого диаметра (D<30) и низкой точности позиционирования отверстия.
В 1980-х годах во всех резьбовых отверстиях применялись методы гибкого нарезания резьбы, то есть для зажима метчиков использовались гибкие резьбонарезные патроны. Резьбовые патроны можно использовать для осевой компенсации, чтобы компенсировать продвижение, вызванное асинхронной подачей станка и скоростью шпинделя. Укажите ошибку, чтобы убедиться в правильности шага. Гибкий метчик имеет сложную конструкцию, высокую стоимость, легко повреждается и даёт низкую эффективность обработки. В последние годы производительность обрабатывающих центров с ЧПУ постепенно улучшалась, и жёсткое нарезание резьбы стало базовой конфигурацией обрабатывающих центров с ЧПУ. Поэтому в настоящее время основным методом обработки резьбы стало жёсткое нарезание резьбы.
То есть метчик зажимается жёстким пружинным патроном, а подача и скорость шпинделя контролируются станком, чтобы они оставались неизменными.
По сравнению с гибким резьбонарезным патроном пружинный патрон имеет простую конструкцию, низкую цену и широкий спектр применения. Помимо зажимных метчиков, он также может зажимать концевые фрезы, свёрла и другие инструменты, что позволяет снизить затраты на инструмент. В то же время жёсткое нарезание резьбы можно использовать для высокоскоростной резки, что повышает эффективность работы обрабатывающего центра и снижает производственные затраты.
✅ 2. Определение резьбового нижнего отверстия перед нарезанием резьбы.
Обработка резьбового нижнего отверстия оказывает большое влияние на срок службы метчика и качество обработки резьбы. Как правило, диаметр бурового долота с резьбой выбирается близким к верхнему пределу допуска на диаметр резьбового забоя.
Например, диаметр нижнего отверстия с резьбой М8 составляет Ф6,7+0,27 мм, а диаметр сверла — Ф6,9 мм. Таким образом, припуск на обработку метчика может быть уменьшен, нагрузка на метчик может быть уменьшена, а срок службы метчика может быть увеличен.
✅ 3. Выбор метчиков.
При выборе метчика, прежде всего, необходимо подобрать инструмент, соответствующий обрабатываемому материалу.
По сравнению с фрезами и расточными резцами метчики очень чувствительны к обрабатываемым материалам. Например, использование метчиков для обработки чугуна или алюминиевых деталей может легко привести к срыву резьбы, случайным короблениям или даже поломкам метчиков, что приведет к бракованию заготовок. Во-вторых, обратите внимание на разницу между сквозными и глухими метчиками. Передний конец метчиков для сквозных отверстий длиннее, а удаление стружки - переднее. Передний конец глухого отверстия короче, а удаление стружки осуществляется сзади. Для глухих отверстий со сквозными метчиками глубина обработки резьбы не может быть гарантирована. Кроме того, если используется гибкий патрон для метчика, диаметр его хвостовика и ширина квадрата должны быть такими же, как и у патрона для метчика; диаметр хвостовика метчика для жёсткого нарезания резьбы должен быть таким же, как диаметр пружинной цанги. Короче говоря, только разумный выбор метчиков может обеспечить бесперебойную обработку.
✅ 4. Программирование контроллера ЧПУ для обработки метчиком.
Программирование обработки относительно простое. Теперь обрабатывающий центр обычно закрепляет подпрограмму нарезания резьбы, и ему нужно только назначить каждый параметр. Но следует отметить, что, поскольку система числового программного управления другая, формат подпрограммы иной и значение некоторых параметров отличается.
Например, для системы управления SIEMEN840C формат программирования: G84 X_Y_R2_ R3_R4_R5_R6_R7_R8_R9_R10_R13_. Во время программирования необходимо назначить то
лько эти 12 параметров.
Фрезерование резьбы
✅ 1. Особенности резьбофрезерования.
Для резьбофрезерования используются резьбофрезерные инструменты, трехосная связь обрабатывающего центра, то есть круговая интерполяция по осям X, Y, метод фрезерования с линейной подачей по оси Z для обработки резьбы.
Фрезерование резьбы в основном применяется для обработки отверстий большого диаметра и резьбовых отверстий из труднообрабатываемых материалов. Обычно он имеет следующие характеристики:
✅ ⑴ Высокая скорость обработки, большая эффективность и предельная точность обработки. Материал инструмента, как правило, представляет собой твердый сплав, а скорость резания высокая. Точность изготовления инструмента высока, поэтому точность фрезерования резьбы велика.
✅ ⑵ Диапазон применимого фрезерного инструмента широк. Пока шаг одинаков, независимо от того, левая это или правая резьба, можно использовать один инструмент, что выгодно снижает стоимость обработки.
✅ ⑶ Фрезерование позволяет легко удалить стружку и охладить. По сравнению с метчиками производительность резки лучше. Оно особенно подходит для обработки резьбы из алюминия, меди, нержавеющей стали и других труднообрабатываемых материалов. Особенно подходит для обработки резьбы крупных деталей и компонентов из драгоценных материалов. Обеспечить качество обработки резьбы и сохранность заготовки.
✅ ⑷ Поскольку передняя направляющая инструмента отсутствует, фрезерование подходит для обработки глухих отверстий с короткими резьбовыми нижними отверстиями и отверстий без подрезов.
✅ 2. Классификация резьбофрезерных инструментов.
Резьбофрезерные инструменты можно разделить на два типа: один представляет собой фрезу с лезвием из цементированного карбида с креплением на станке, а другой представляет собой встроенную фрезу из твердого сплава. Машинный зажимной инструмент имеет широкий спектр применения. Он может обрабатывать отверстия с глубиной резьбы меньше длины полотна или отверстия с глубиной резьбы большей длины полотна. Цельные твердосплавные фрезы обычно используются для обработки отверстий с глубиной резьбы меньшей длины инструмента.
✅ 3. Программирование резьбофрезерования с ЧПУ.
Программирование резьбофрезерных инструментов отличается от программирования других инструментов. Если программа обработки написана неправильно, это приводит к повреждению инструмента или ошибкам обработки резьбы. При разработке управляющей программы обратите внимание на следующие моменты:
✅ ⑴ Прежде всего, нижнее резьбовое отверстие должно быть хорошо обработано, отверстие малого диаметра должно быть обработано дрелью, а отверстие большего размера должно быть рассверлено, чтобы обеспечить точность нижнего резьбового отверстия.
✅ ⑵ При врезании и вырезании инструмент должен следовать дуговой траектории, обычно 1/2 круга для врезания или выхода, а направление оси Z должно перемещаться на 1/2 шага, чтобы обеспечить форму резьбы. В это время необходимо ввести значение компенсации радиуса инструмента.
✅ ⑶ Круговая интерполяция по осям X, Y в течение одной недели, шпиндель должен перемещаться на шаг вдоль направления оси Z, в противном случае это приведет к случайному нарезанию резьбы.
✅ ⑷ Конкретный пример программы: диаметр резьбовой фрезы Φ16, резьбовое отверстие M48×1,5, глубина резьбового отверстия 14.
Процедура обработки следующая:
(Процедура нарезки нижнего отверстия опущена, оно должно быть расточенным нижним отверстием)
G0 G90 G54 X0 Y0
G0 Z10 M3 S1400 M8
G0 Z-14.75 Подача на самую глубокую резьбу
G01 G41 X-16 Y0 F2000 Перемещение в положение подачи, добавление компенсации радиуса
G03 X24 Y0 Z-14 I20 J0 F500 При врезании используйте дугу 1/2 окружности.
G03 X24 Y0 Z0 I-24 J0 F400 Обрезать всю резьбу
G03 X-16 Y0 Z0.75 I-20 J0 F500 Вырез по дуге 1/2 окружности при вырезании G01 G40 X0 Y0 Возврат в центр, отмена компенсации радиуса
Г0 З100
М30
Для резьбофрезерования используются резьбофрезерные инструменты, трехосная связь обрабатывающего центра, то есть круговая интерполяция по осям X, Y, метод фрезерования с линейной подачей по оси Z для обработки резьбы.
Фрезерование резьбы в основном применяется для обработки отверстий большого диаметра и резьбовых отверстий из труднообрабатываемых материалов. Обычно он имеет следующие характеристики:
✅ ⑴ Высокая скорость обработки, большая эффективность и предельная точность обработки. Материал инструмента, как правило, представляет собой твердый сплав, а скорость резания высокая. Точность изготовления инструмента высока, поэтому точность фрезерования резьбы велика.
✅ ⑵ Диапазон применимого фрезерного инструмента широк. Пока шаг одинаков, независимо от того, левая это или правая резьба, можно использовать один инструмент, что выгодно снижает стоимость обработки.
✅ ⑶ Фрезерование позволяет легко удалить стружку и охладить. По сравнению с метчиками производительность резки лучше. Оно особенно подходит для обработки резьбы из алюминия, меди, нержавеющей стали и других труднообрабатываемых материалов. Особенно подходит для обработки резьбы крупных деталей и компонентов из драгоценных материалов. Обеспечить качество обработки резьбы и сохранность заготовки.
✅ ⑷ Поскольку передняя направляющая инструмента отсутствует, фрезерование подходит для обработки глухих отверстий с короткими резьбовыми нижними отверстиями и отверстий без подрезов.
✅ 2. Классификация резьбофрезерных инструментов.
Резьбофрезерные инструменты можно разделить на два типа: один представляет собой фрезу с лезвием из цементированного карбида с креплением на станке, а другой представляет собой встроенную фрезу из твердого сплава. Машинный зажимной инструмент имеет широкий спектр применения. Он может обрабатывать отверстия с глубиной резьбы меньше длины полотна или отверстия с глубиной резьбы большей длины полотна. Цельные твердосплавные фрезы обычно используются для обработки отверстий с глубиной резьбы меньшей длины инструмента.
✅ 3. Программирование резьбофрезерования с ЧПУ.
Программирование резьбофрезерных инструментов отличается от программирования других инструментов. Если программа обработки написана неправильно, это приводит к повреждению инструмента или ошибкам обработки резьбы. При разработке управляющей программы обратите внимание на следующие моменты:
✅ ⑴ Прежде всего, нижнее резьбовое отверстие должно быть хорошо обработано, отверстие малого диаметра должно быть обработано дрелью, а отверстие большего размера должно быть рассверлено, чтобы обеспечить точность нижнего резьбового отверстия.
✅ ⑵ При врезании и вырезании инструмент должен следовать дуговой траектории, обычно 1/2 круга для врезания или выхода, а направление оси Z должно перемещаться на 1/2 шага, чтобы обеспечить форму резьбы. В это время необходимо ввести значение компенсации радиуса инструмента.
✅ ⑶ Круговая интерполяция по осям X, Y в течение одной недели, шпиндель должен перемещаться на шаг вдоль направления оси Z, в противном случае это приведет к случайному нарезанию резьбы.
✅ ⑷ Конкретный пример программы: диаметр резьбовой фрезы Φ16, резьбовое отверстие M48×1,5, глубина резьбового отверстия 14.
Процедура обработки следующая:
(Процедура нарезки нижнего отверстия опущена, оно должно быть расточенным нижним отверстием)
G0 G90 G54 X0 Y0
G0 Z10 M3 S1400 M8
G0 Z-14.75 Подача на самую глубокую резьбу
G01 G41 X-16 Y0 F2000 Перемещение в положение подачи, добавление компенсации радиуса
G03 X24 Y0 Z-14 I20 J0 F500 При врезании используйте дугу 1/2 окружности.
G03 X24 Y0 Z0 I-24 J0 F400 Обрезать всю резьбу
G03 X-16 Y0 Z0.75 I-20 J0 F500 Вырез по дуге 1/2 окружности при вырезании G01 G40 X0 Y0 Возврат в центр, отмена компенсации радиуса
Г0 З100
М30
Сборка
✅ 1. Характеристики метода выбора.
Иногда на деталях коробки можно встретить большие резьбовые отверстия. При отсутствии метчиков и резьбофрез можно использовать метод, аналогичный токарной комплектации.
Установите резьбонарезной инструмент на расточную оправку для растачивания резьбы.
✅ 2. Меры предосторожности при выборе метода сборки.
⑴ После запуска шпинделя должна пройти пауза, чтобы он достиг номинальной скорости.
⑵ При отводе, если это резьбовой инструмент с ручной заточкой, поскольку инструмент нельзя заточить симметрично, обратный отвод использовать нельзя. Шпиндель должен быть ориентирован, инструмент движется радиально, а затем он втягивается.
⑶ Держатель инструмента должен быть изготовлен точно, особенно положение паза должно быть одинаковым. Если они несовместимы, обработку с использованием нескольких панелей инструментов использовать невозможно. В противном случае это приведет к случайным вычетам.
⑷ Даже если это очень тонкая пряжка, ее нельзя сделать одним разрезом при подборе пряжки, иначе это приведет к потере зубьев и плохой шероховатости поверхности. Необходимо сделать как минимум два разреза.
⑸ Эффективность обработки низка, она подходит только для небольших единичных партий, резьб со специальным шагом и без соответствующих инструментов.
3 конкретных примера процедур
N5 G90 G54 G0 X0 Y0
Н10 З15
Н15 С100 М3 М8
N20 G04 Задержка X5 для достижения шпинделем номинальной скорости.
N25 G33 Z-50 K1,5 Пряжка
N30 M19 Ориентация шпинделя
N35 G0 X-2 Нож для раздачи
N40 G0 Z15 Инструмент для отвода
Иногда на деталях коробки можно встретить большие резьбовые отверстия. При отсутствии метчиков и резьбофрез можно использовать метод, аналогичный токарной комплектации.
Установите резьбонарезной инструмент на расточную оправку для растачивания резьбы.
✅ 2. Меры предосторожности при выборе метода сборки.
⑴ После запуска шпинделя должна пройти пауза, чтобы он достиг номинальной скорости.
⑵ При отводе, если это резьбовой инструмент с ручной заточкой, поскольку инструмент нельзя заточить симметрично, обратный отвод использовать нельзя. Шпиндель должен быть ориентирован, инструмент движется радиально, а затем он втягивается.
⑶ Держатель инструмента должен быть изготовлен точно, особенно положение паза должно быть одинаковым. Если они несовместимы, обработку с использованием нескольких панелей инструментов использовать невозможно. В противном случае это приведет к случайным вычетам.
⑷ Даже если это очень тонкая пряжка, ее нельзя сделать одним разрезом при подборе пряжки, иначе это приведет к потере зубьев и плохой шероховатости поверхности. Необходимо сделать как минимум два разреза.
⑸ Эффективность обработки низка, она подходит только для небольших единичных партий, резьб со специальным шагом и без соответствующих инструментов.
3 конкретных примера процедур
N5 G90 G54 G0 X0 Y0
Н10 З15
Н15 С100 М3 М8
N20 G04 Задержка X5 для достижения шпинделем номинальной скорости.
N25 G33 Z-50 K1,5 Пряжка
N30 M19 Ориентация шпинделя
N35 G0 X-2 Нож для раздачи
N40 G0 Z15 Инструмент для отвода
