螺紋(wén)是軸(zhóu)類零件(jiàn)外圓表麵加工中常見的加工表麵,且加工方法很多,其中(zhōng)車削螺紋是應用最廣、也是最(zuì)簡單的(de)一(yī)種(zhǒng)螺紋加工方法。CA6140臥式車(chē)床的一(yī)個極其重要的性能就是利用車刀車削各種內外螺紋。
1.不同(tóng)製式螺紋參(cān)數(shù)
CA6140車床能(néng)車削常用的米製、英製(zhì)、模數製、徑節(jiē)製螺紋,大導程以及非標準和(hé)高精(jīng)密螺紋。
各種製式螺紋參數如下:
米製螺(luó)紋:基本參數為螺距t(mm),T= t .
英製螺紋:基本參數為每一英吋(duò)長度內包含的牙數a,即a(牙/吋(duò)),換算(suàn)成螺距Ta=1/a吋(或Ta=25.4/a .mm)。
模數螺紋:一(yī)般米製蝸(wō)杆的螺紋稱為(wéi)模數螺紋,螺紋的基本(běn)參(cān)數是(shì)以(yǐ)與蝸杆相齧合蝸輪模數m(毫米)來表示,因此,蝸(wō)杆螺紋的螺距就等(děng)於蝸輪的周節長度(dù)Tm=πm(單位為(wéi)mm)。
徑節螺紋:一般英製蝸杆的螺(luó)紋稱為徑節螺紋(wén),這種(zhǒng)螺紋的基(jī)本參數是以與蝸杆相齧(niè)合蝸輪參(cān)數徑節DP來表示,其含義是DP=Z/D′(齒/吋)。(Z—蝸輪(lún)齒數; D′—蝸(wō)輪分度圓直徑,吋)蝸杆的螺距應等於此周節長度TDP=π/DP吋 或 TDP=25.4π/DP毫米。
2.車削螺紋傳動鏈運動平衡式
車削螺紋傳動鏈運動運動平衡式為:
T=1主(zhǔ)軸×μ×T絲
式中(zhōng):
T—絲(sī)杠(gàng)導程;
1主軸—主(zhǔ)軸轉一周的量值;
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(dòng)比;
μ=μ定×μ掛×μ基×μ倍×T絲
μ定—主軸至掛輪之間的固定傳動比;
μ掛—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倍增加。
3.非標準螺紋(wén)和高精密螺紋的加工
利用離合器將傳動軸和絲杠連成一整體,將主軸傳來的運動經過掛輪直接傳到絲杠,不經過進給箱內任何傳(chuán)動副(fù),使傳動路線大大縮短,減少了傳動(dòng)副的製造、裝配誤差而導致的傳(chuán)動誤差對螺紋加工精度的影響,提高(gāo)了傳動精度(dù),靠專門搭(dā)配精度高的掛輪來得到所需車削(xuē)的(de)螺距。其(qí)傳動鏈平衡式為(wéi):
1主軸×μ定×μ掛×T絲=T
μ掛=(a/b)×(c/d)=T/12 μ定=1
由(yóu)於不受進給箱傳動(dòng)比限製,所以可以利用這條傳動鏈加工任意螺距的非標(biāo)準螺紋。
4.實例分析
4.1 在CA6140上加工導程T=21mm 螺紋
1)導程分析:這是一個大導程螺紋,將21/4=5.25, 21/6=1.31的值與(yǔ)車床螺紋導程表(biǎo)對照,表中沒有與之相等的數值,所以不能(néng)用導程擴大傳(chuán)動鏈,隻能選用非標準傳動鏈進行加工。
2)掛輪齒數確定:
μ掛(guà)=(a/b)×(c/d)=21/12=(30/30)×(35/20)這裏a =b = 30, c =35 , d =20。
3)校核不相碰條件:
a+b > c+22,c+ d > b+22
a+b=60>c+22=57, c+ d=55>b+22=52
掛輪齒數選擇合理(lǐ)。雖然掛輪齒數的排列組合共有(yǒu)4種,但並不是每一種都(dōu)可行,必(bì)須根據現(xiàn)有的掛輪和不相碰條件來確定。
4.2 在CA6140上加工(gōng)模數m=8mm的精密模數螺紋
1)如果螺紋(wén)精度(dù)不很高,則可選用機床(chuáng)的“擴大螺距機構”傳動鏈。m擴=m標×μ擴由模數(shù)螺紋表查得:m標=(7/4)×μ基×μ倍=2 mm∴m擴=m標×4=8 mm
2)如果螺紋精度較(jiào)高,可選用高精(jīng)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,因有(yǒu)因子,隻能取近(jìn)似值(zhí),即
μ′≈3 m/12=(40/20)×(30/30)
則傳動比的相對誤差為:
=Δμ/μ=(μ-μ′)/μ
式中μ—掛(guà)輪傳動比理論值(zhí);μ′—掛輪傳動比實(shí)際值。
①計算加工(gōng)誤差:因掛輪傳動比是(shì)取的近似值,所(suǒ)以要檢查實際傳動比引起的螺紋長度加工誤差ΔL/m,ΔL=L=(2.093333-2)/2.093333×1000=44.585(mm/m)
因掛輪傳動比誤差使加工出來(lái)的絲杠每米長度(dù)的螺距誤差△L太大(dà),顯然車床現(xiàn)有掛輪不能(néng)滿足螺紋螺距精度要求,此時必須選用專(zhuān)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校核(hé)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(yǐ)上計算結果來看,導(dǎo)程T=21 mm螺紋加(jiā)工采用了非標準傳動鏈進(jìn)行加工,雖然掛輪傳動比(bǐ)μ=μ′,δ=0,但螺紋的加工誤差(chà)是絕對存在的,這(zhè)是因為加工係統總是不可避免地存在係統性誤差和隨機性(xìng)誤差。任何一種加工方法不管多麽精密,都不可能(néng)把零件(jiàn)加工得絕對準確,與理想的完全相(xiàng)符。但因機床是加工(gōng)機(jī)器的機器,其製造精度相當高,因而可以滿足一般加工精度要求。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(hěn)大差異。當采用“擴大螺距機構”傳動鏈時,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時其ΔL高(gāo)達44.585mm/m,當采用(yòng)專用掛輪進行加(jiā)工(gōng),則ΔL大幅度降低,僅為-0.5307mm/m,掛輪中僅配製了一個Z=29的齒(chǐ)輪。
總之,在選用螺紋加(jiā)工(gōng)傳動鏈時,不僅要考(kǎo)慮精度(dù)要求,還要考慮到工藝的成本高(gāo)低(dī),如(rú)果掛輪的製造成本(běn)太高時,其工藝性就不是很好(hǎo),此時就應考慮其他的工藝方法。
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