螺紋是軸類零件外圓表麵加工(gōng)中常見的(de)加工表麵,且加工(gōng)方法很多,其中車(chē)削螺紋是應(yīng)用最廣、也(yě)是(shì)最(zuì)簡單的一種螺(luó)紋加(jiā)工方法。CA6140臥式車床的一個極其重要的性能就是利(lì)用車刀車削各種內外螺紋。
1.不同(tóng)製式螺紋參數
CA6140車床能車(chē)削常用的米製(zhì)、英製、模數製、徑節製(zhì)螺紋,大導程以及非標準和高精密螺紋。
各種製式螺紋參數如下:
米(mǐ)製螺紋:基本參數為(wéi)螺距t(mm),T= t .
英製(zhì)螺紋:基本參數為每一英吋長度內包含的牙數a,即a(牙/吋),換算成螺距Ta=1/a吋(或Ta=25.4/a .mm)。
模數螺紋:一般米製蝸杆的螺紋稱為模數螺紋,螺紋的基本參(cān)數是以與蝸杆相齧合蝸輪模數m(毫米)來表示,因此,蝸杆螺紋(wén)的螺距就等於蝸輪的周節長度(dù)Tm=πm(單位為mm)。
徑節螺紋:一般英製蝸杆的螺紋稱為(wéi)徑節螺紋,這種螺紋的基本(běn)參數是以與蝸杆(gǎn)相齧合蝸(wō)輪參數徑節DP來表示,其(qí)含義是DP=Z/D′(齒/吋)。(Z—蝸輪齒數; D′—蝸輪分度圓直徑,吋)蝸杆的螺距應(yīng)等於此周節長度TDP=π/DP吋(duò) 或 TDP=25.4π/DP毫米。
2.車削螺紋傳動鏈運動(dòng)平衡式
車削螺紋傳動鏈運動運(yùn)動平衡式為:
T=1主軸×μ×T絲
式中:
T—絲杠導程;
1主軸—主軸轉一周(zhōu)的量值;
T絲—CA6140車床絲杠導程(12mm);
μ—從主軸到絲杠之間全部傳動付的傳動比(bǐ);
μ=μ定×μ掛×μ基×μ倍×T絲
μ定—主軸至掛輪之間的固定傳(chuán)動比;
μ掛(guà)—掛輪傳動比;
μ基—基本螺距變速組,傳動比共有8種;
μ倍—倍增組,傳動比有4種,其作用是擴大基本組螺紋導程,改變μ倍值可使螺紋導程成(chéng)倍增加。
3.非標準螺紋和高精密螺紋的(de)加工
利用離合器將(jiāng)傳動軸和(hé)絲杠連成一(yī)整體,將(jiāng)主軸傳來的運動(dòng)經(jīng)過掛(guà)輪直接傳到絲杠,不經過進給(gěi)箱內任何傳動副,使傳動路線大大縮短,減少了傳(chuán)動副的製(zhì)造、裝配誤差而導致的傳動誤差對(duì)螺紋加工精度的影響,提高了(le)傳動精度,靠專門搭配精度高的(de)掛輪來得到所需車削(xuē)的螺距。其傳動鏈平衡式為:
1主軸×μ定×μ掛×T絲=T
μ掛=(a/b)×(c/d)=T/12 μ定=1
由於不受進給箱傳(chuán)動比限製,所(suǒ)以可以利用這(zhè)條傳動鏈(liàn)加工任意螺(luó)距的非標準螺紋。
4.實例分析
4.1 在CA6140上加工導程(chéng)T=21mm 螺紋
1)導程分析:這是一個大(dà)導程螺紋,將21/4=5.25, 21/6=1.31的值與車床(chuáng)螺紋導程表對照,表(biǎo)中沒(méi)有與之相等的數值,所以不能用導程擴(kuò)大傳動鏈,隻能選用非標準傳動鏈進(jìn)行加工。
2)掛輪齒數(shù)確定(dìng):
μ掛(guà)=(a/b)×(c/d)=21/12=(30/30)×(35/20)這裏(lǐ)a =b = 30, c =35 , d =20。
3)校核不相碰條件(jiàn):
a+b > c+22,c+ d > b+22
a+b=60>c+22=57, c+ d=55>b+22=52
掛輪齒(chǐ)數選(xuǎn)擇合理。雖然掛輪齒(chǐ)數的排列組(zǔ)合共有4種(zhǒng),但並不是每一種都可行,必須根(gēn)據現有的掛輪和不相碰條件來確定。
4.2 在CA6140上加工模數m=8mm的精密模數螺紋
1)如果螺紋(wén)精度不很高(gāo),則可選用機(jī)床的“擴大螺距機構”傳動鏈。m擴=m標×μ擴由模數螺紋表查得:m標=(7/4)×μ基(jī)×μ倍=2 mm∴m擴(kuò)=m標×4=8 mm
2)如果螺紋精(jīng)度(dù)較高(gāo),可選(xuǎn)用高精密螺紋加工傳動鏈,此時掛輪可根據下式配
μ掛=(a/b)×(c/d)=Tm/12=πm/12
此時(shí),因有因(yīn)子,隻能取(qǔ)近似值,即
μ′≈3 m/12=(40/20)×(30/30)
則傳動比的相對(duì)誤差為:
=Δμ/μ=(μ-μ′)/μ
式中μ—掛輪傳動比理論值(zhí);μ′—掛輪傳動比實際(jì)值。
①計算加(jiā)工誤差:因掛輪(lún)傳動比是取的近(jìn)似值,所以要檢(jiǎn)查實際傳動比引(yǐn)起的螺紋長度加工誤差ΔL/m,ΔL=L=(2.093333-2)/2.093333×1000=44.585(mm/m)
因掛(guà)輪(lún)傳動比誤差使加工出來的絲杠每(měi)米長度的螺距誤差(chà)△L太大,顯然車床現有掛輪不能(néng)滿足(zú)螺(luó)紋螺距精度要求,此時必須選用專用掛輪進行螺紋加工,根據下式選配掛輪齒數:
μ′=3.14×8/12≈(65/30)×(29/30)=2.0944443
ΔL=L=(2.0933333-2.0944443)/2.0933333×1000=-0.5307(mm/m)
②校(xiào)核不相碰條件:a=65,c =29,b=d=30 a+b=95>c+22=51; c+d=59>b+22=52
5.結果分析
從以上計算結果來看,導程T=21 mm螺紋加工采用了非標準傳(chuán)動鏈進行加工,雖然掛輪傳動比μ=μ′,δ=0,但螺紋的加工誤差是絕對存在的,這是因為加工(gōng)係(xì)統總是不可避免地存在係統性誤差和隨(suí)機性誤差。任何一種加工方法(fǎ)不管多麽(me)精密,都(dōu)不可(kě)能把零件加(jiā)工得(dé)絕對準確,與理想的(de)完全相符。但因機床(chuáng)是加工機器的機器,其製造精度相當高,因而可以滿(mǎn)足(zú)一般加工精度要求。加工m=8mm的精密模數螺(luó)紋采用了不同的傳動鏈,但其加工誤差值卻有很大差異。當采用“擴大螺距機構(gòu)”傳動(dòng)鏈時,雖然δ=0,但因其傳動鏈較長,所有傳動副各種性質的誤差都會影響加工精度,產(chǎn)生(shēng)誤差累積,所以加工精度不很高。采用高精密螺紋加工傳動鏈時,雖然克服了(le)上述缺點,但又有可能因δ≠0而降低加工精度。當采用一般常用掛輪加工(gōng)時其ΔL高達44.585mm/m,當采用專用掛輪進行加工,則ΔL大幅度降低,僅為-0.5307mm/m,掛輪中僅配製(zhì)了一個Z=29的齒輪。
總之,在選用螺紋加工傳動鏈時,不僅要考慮精度要求,還要考慮到工藝的成(chéng)本高低,如果掛輪的製造(zào)成本太高時,其工藝性就不(bú)是很好,此時就應考慮(lǜ)其他的(de)工藝方法。
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