Wie bearbeitet man ein doppelgängiges Trapezgewinde auf einer CNC-Drehmaschine?

Für die Untersuchung der CNC-Drehmaschine Bearbeitung Doppellinie Trapezgewinde ist sein Zweck, die Verarbeitungsprobleme zu lösen sowie die Verarbeitungsmethode zu verbessern, kombiniert mit der vorhandenen CNC-Bearbeitungsausrüstung, Optimierung von Bearbeitungsverfahren und -prozessen, der Verwendung von CNC-Drehmaschine und Bearbeitungsverfahren um Teile mit Doppellinien-Trapezgewinde zu verarbeiten, um die Anforderungen an die Maßgenauigkeit erfüllen zu können, aber auch um die Bearbeitung des Arbeitsstundenkontingents zu optimieren. Bei der Verarbeitung mit gewöhnlichen Drehmaschinen, der Arbeitsintensität, der geringen Produktivität und den hohen technischen Anforderungen an Facharbeiter ist es bei CNC-Drehmaschinen schwierig, eine hohe Präzision und Verarbeitungsqualität sicherzustellen.

Die CNC-Drehbearbeitung kann die Produktivität steigern, die Arbeitsintensität verringern und die Verarbeitungsqualität und die technischen Anforderungen sicherstellen. Darüber hinaus sind die Anforderungen an technische Mitarbeiter bei der CNC-Drehbearbeitung von Doppelgewinde-Trapezgewinden nicht sehr hoch.

Eigenschaften des zweigängigen Trapezgewindes

Es gibt viele Arten von Gewinden. Je nach Form der Spirale lassen sie sich in Zylindergewinde und Kegelgewinde unterteilen. Je nach Verwendungszweck lassen sie sich in Verbindungsgewinde und Übertragungsgewinde unterteilen. Je nach den Merkmalen des Zahntyps lassen sie sich in Dreieckgewinde, Rechteckgewinde, Trapezgewinde und gezahnte Gewinde unterteilen. Je nach Drehrichtung der Spirale lassen sie sich in Rechtsgewinde und Linksgewinde unterteilen. Je nach Anzahl der Spiralgewinde lassen sie sich in Eingewinde und Mehrgewinde unterteilen.

Teile mit Gewinden kommen in allen Arten mechanischer Produkte häufig zum Einsatz, insbesondere Getriebegewinde sind in der Fertigungsindustrie weit verbreitet.

Eine davon dient als Getriebe. Beispielsweise wird der lange Walzdraht einer gewöhnlichen Drehbank und der Walzdraht einer mittleren und kleinen Gleitplatte verwendet. Zwischen den beiden Walzdrähten erfolgt die Bewegung des Arbeitstisches und des Werkzeughalters ebenfalls über ein Trapezgewinde.

Zweitens dient es zur Verbindung von Stahlkonstruktionen. In Stahlrahmenkonstruktionen werden Trapezgewinde verwendet, um Stahlstützen und -träger zu verbinden und so eine stabile Strukturunterstützung zu gewährleisten.

Gleichzeitig werden Trapezgewinde auch verwendet, um beim Installationsprozess einiger großer mechanischer Geräte die Verbindung zwischen dem Gerät und der Basis zu fixieren.

Drittens spielt es eine Rolle bei der Kraftübertragung. Beispielsweise wird die ursprüngliche Drehbewegung in eine lineare Bewegung umgewandelt, die durch den Schraubstockantrieb mit menschlicher Kraft angetrieben wird, und die Schraube und die Mutterhülse werden als obere Hebeteile bei der Wartung von Schienenfahrzeugen, der Unterstützung von Bauarbeiten und dem Heben schwerer Gegenstände im Allgemeinen verwendet.

Bearbeitungsschwierigkeiten auf einer herkömmlichen Drehmaschine

Technische Schwierigkeiten bei der Bearbeitung von Doppeltrapezgewinden auf gewöhnlichen Drehmaschinen: Bei der Bearbeitung von Trapezgewinden auf Drehmaschinen gibt es einen gewissen technischen Schwierigkeitsgrad, die Oberflächenrauheit des Gewindes kann nicht sehr gut sichergestellt werden, der Arbeitsaufwand und die Anforderungen an das technische Können sind ebenfalls sehr hoch, und der Bediener muss über ein hohes Maß an technischem Können verfügen.

Mithilfe einer CNC-Drehmaschine zur Bearbeitung von doppellinigen Trapezgewinden können allgemeine Techniker die Methode zur Bearbeitung von doppellinigen Trapezgewinden beherrschen und erlernen und gleichzeitig ein hohes Maß an Bearbeitungsgenauigkeit gewährleisten. Doppellinige Trapezgewindeteile sind in Abbildung 1 dargestellt. Bei der normalen Drehbearbeitung gibt es fünf Schwierigkeiten:

(1) Bei der Bearbeitung eines doppelgängigen Trapezgewindes kommt es zu Werkzeugverschleiß, so dass ein Werkzeugwechsel erforderlich wird und die Positionierung des Werkzeugs neu kalibriert werden muss. Eine ungenaue Positionierung führt dazu, dass die Gewindezähne unordentlich werden.

(2) Bei herkömmlichen Drehmaschinen wird das Doppelgewinde-Trapezgewinde durch einen Gewindetrieb realisiert. Bei der Bewegung des Werkzeughalters zum Spannfutter kommt es zu Kettenübertragungsfehlern. Bei der Bearbeitung ist es schwierig, eine hohe Präzision der Steigung und Steigung des Doppelgewinde-Trapezgewindes sicherzustellen.

(3) Bei Verwendung einer gewöhnlichen Drehbank zum Bearbeiten eines doppelgängigen Trapezgewindes ist es bei diesem Vorgang nach dem Drehen des ersten Gewindes erforderlich, eine Teilung durch den Werkzeughalter an der Drehbank zu bewegen. Die Bewegungsdistanz muss mithilfe des Prozentmessers oder der kleinen Skalenplatte des Werkzeughalters an der Drehbank gemessen werden, damit sich die Spitze des Drehwerkzeugs entlang der Achse präzise um die Distanz einer Teilung bewegt. Der gesamte Vorgang wird in zwei zu bearbeitende Gewinde unterteilt.

(4) Bei manchen alten Drehmaschinen kommt es aufgrund langer Nutzungsdauer, Drehbedienungsfehlern und Zahnradverschleiß zu einem Phasenversatz der Zahnräder. Um eine bessere Bearbeitungsqualität zu gewährleisten, muss die Zahnradphase während des Bearbeitungsprozesses ständig angepasst werden.

(5) Beim Bearbeiten wird der Entwurf des Doppelgewinde-Trapezgewindes durch den Bediener angepasst. Bei diesem Vorgang treten Bearbeitungsfehler auf, die die Gewährleistung der Bearbeitungsqualität erschweren.

CNC-Drehmaschine mit Doppellinien-Trapezgewinde

Die Bearbeitung von doppellinigen Trapezgewinden mit einer CNC-Drehmaschine ist ein relativ komplexer, aber wichtiger Prozess. Der Schlüssel liegt in der vernünftigen Wahl der Verarbeitungsmethoden.

Es gibt viele Methoden zum Drehen von Trapezgewinden. Im Allgemeinen gibt es zwei Arten der Fertigung mit einem oder mehreren Werkzeugen. Die Bearbeitungsmethode für Trapezgewinde mit zwei Gewinden ist in Abbildung 2 dargestellt.

1. Analysieren Sie die G32-Straight-Methode

Format: X(U)_Z(W)___R__F.

Bei der Geradeaus-Schneidmethode gilt G32 für konische Gewinde. Diese Gewindebearbeitungsanweisung gilt für die Bearbeitung von geraden Gewinden, konischen Gewinden und Endgewinden. Das Programm ist kompliziert, daher wird es im Allgemeinen nicht ausgewählt.

2. Analyse G92 Straight-in-Methode

Format: X(U)Z(W)__R__F.

Bei der Vorwärtsschneidmethode wird das Gewindedrehwerkzeug in X-Richtung intermittierend vorgeschoben, bis die Tiefe der Zähne erreicht ist. Bei dieser Methode zur Bearbeitung von Trapezgewinden müssen drei Oberflächen des Gewindedrehwerkzeugs am Schneiden beteiligt sein, was zu Schwierigkeiten bei der Spanabfuhr führt, sodass das Werkzeug schneller verschleißt, die Menge des verbrauchten Werkzeugs zu groß ist und das Phänomen des „Messers“ auftritt. Diese Methode ist nicht wünschenswert.

3. Analysieren Sie die G76-Schrägmethode

Format: G76 P(m)(a)Q(dmin)__R(d).

g76 x(u)z(w)__p(k)__q(d)__f(l).

Bei der Schrägvorschubmethode wird das Gewindedrehwerkzeug in Richtung des Zahntyps intermittierend bis zur Zahntiefe vorgeschoben. Bei dieser Gewindeschneidmethode hat das Gewindedrehwerkzeug immer nur eine seitliche Schneidkante, die am Schneiden beteiligt ist, sodass die Spanabfuhr relativ reibungslos erfolgt und das Phänomen des „Feststeckens“ nicht so leicht auftritt.

4. Analyse der Links- und Rechtsvorschubmethode G78

Format: G78 P(m)(a)__Q(dmin)__R(d)__D1;

G78 X(U)ZW)__P(k)__Q(d)__F(l).

Im Vergleich zum G32-Befehl und zum G92-Befehl besteht der Nachteil beider darin, dass es während des Bearbeitungsvorgangs schwierig ist, Späne zu entfernen, was zu schnellem Werkzeugverschleiß und sogar zu dem Phänomen des „Werkzeugstechens“ führt.

Vergleicht man die ersten beiden mit dem G76-Befehl, weisen die ersten beiden nicht die Vorteile von G76 auf. Der G76-Befehl ist einfach zu programmieren, sodass Schüler das Programmieren leicht erlernen können und gleichzeitig auch sehr gut die Qualität der Bearbeitung und die Anforderungen sicherstellen können.

Das Programmformat der Anweisungen G76 und G78 ist ähnlich; ihr Anweisungsformat ist relativ einfach, die Berechnung ist nicht umständlich, bequem und schnell und für die manuelle Programmierung bei der Thread-Verarbeitung geeignet.

Analyse und Verfahren zur Bearbeitung von Doppellinien-Trapezgewinden

In diesem Dokument wird die CNC-Drehmaschine des Typs FANUC-oiMF des Frank CNC-Systems, die Bearbeitung des Trapezgewindes Tr3 × 48 (12)-6e gemäß Abbildung 7 sowie die Prozess- und Verarbeitungsanalyse beschrieben.

Wie in Abbildung 1 gezeigt, hat das Doppeltrapezgewinde eine Länge von 65 mm, eine Fase von 30 ° und eine Gewindeoberflächenrauheit von Ra1.6. Um die Anforderungen an die mechanische Bewegungsbeziehung zu erfüllen und die Übertragungsbedürfnisse zu erfüllen, muss sich der Gewindemechanismus flexibel drehen können. Daher muss das Ganze ein gewisses Maß an Steifigkeit aufweisen. Daher werden für die Teile des Doppeltrapezgewindes 45-mm-Stahl ausgewählt.

1. Berechnen Sie die Abmessungen von Doppelgewinde-Trapezgewinden

Das Wichtigste bei der Verarbeitung von Trapezgewinden ist die Größenberechnung. Nur wenn man die Beziehung zwischen großem Durchmesser, Durchmesser und Durchmesser des Trapezgewindes richtig versteht und ihre jeweiligen Größen richtig berechnet, erhält man ein qualifiziertes doppelgängiges Trapezgewinde. Durch die Analyse der Teile in Abbildung 1 ist bekannt, dass das doppelgängige Trapezgewinde Tr48×12(6)-7e, der Nenndurchmesser des Gewindes D = 48 mm, die Gewindesteigung L = 12 mm, die Gewindesteigung P = 6 mm, die Anzahl der Gewindeköpfe n = 2 ist. Nach dem Konsultieren von Büchern ist bekannt, dass die Formel für das äußere Trapezgewinde wie folgt lautet: Die Gewindesteigung P = 6 mm, die Anzahl der Gewinde n = 2. Nach dem Konsultieren von Büchern ist die Formel für die Berechnung des äußeren Trapezgewindes wie folgt:

Trapezgewindedurchmesser: D = Nenndurchmesser (1)

Gemäß Formel (1) beträgt der große Durchmesser des Trapezgewindes in Abbildung 1 48 mm. Gemäß dem Toleranzcode können Sie in der Toleranztabelle des Codes im Maschinenhandbuch nachsehen, ob die obere Abweichung der Größe 0 mm und die untere Abweichung -0.375 mm beträgt.

Trapezgewindehöhe: h = 0.5 × P + AC (2)

Gemäß der Formel (2) und den Büchern, AC = 0.5 mm, berechnet sich die Höhe des trapezförmigen Doppelgewindes in Abbildung 1: h = 0.5 × 6 + 0.5 = 3.5 mm.

Trapezgewindedurchmesser: d1 = Durchmesser -2 × Höhe (3)

Berechnen Sie den Durchmesser des Trapezgewindes von Abb. 1 gemäß Gleichung (3): d1=48-2×3.5=48-7=41 mm.

Gemäß dem Toleranzcode konsultieren Sie die Toleranztabelle des mechanischen Handbuchcodes, um die Größe der oberen Abweichung von 0 mm und der unteren Abweichung von -0.375 mm zu erfahren.

Trapezgewinde-Mittendurchmesser: d2 = D-0.5P (4)

Der Mittendurchmesser des Trapezgewindes in Bild 4 berechnet sich nach Formel (1) zu: d2=48-0.5×6=48-3=45 mm.

Gemäß dem Toleranzcode konsultieren Sie die Toleranztabelle des mechanischen Handbuchcodes, um die Größe der oberen Abweichung von -0.118 mm und der unteren Abweichung von -0.425 mm zu erfahren.

Breite des Trapezgewindes unten: W = 0.366P-0.536 × AC (5)

Gemäß der Formel (5) wird die Breite der Unterseite eines doppellinigen Trapezgewindes (siehe Abbildung 1) wie folgt berechnet: W = 0.366 × 6 – 0.536 × 0.5 = 1.928 mm.

Trapezgewinde-Zahnkopfbreite: F = 0.634P (6)

Berechnen Sie die Breite der Oberseite des Trapezgewindes in Abb. 1 gemäß Gleichung (6): F=0.634×6=3.804 mm.

2. Auswahl des Werkzeugs zur Bearbeitung von zweigängigen Trapezgewinden

Für die Bearbeitung von Trapezgewinden ist die Wahl des richtigen Werkzeugs entscheidend. Mit dem richtigen Werkzeug lassen sich Produktivität und Qualität von doppelgängigen Trapezgewinden deutlich verbessern. In diesem Dokument wird die Bearbeitung von Stahl 45 als Beispiel verwendet. Bei der Bearbeitung von Trapezgewinden aus Stahl 45 werden häufiger Werkzeuge mit Fräsern aus gehärtetem Weißstahl YT5 und Fräsern aus beschichtetem Hartmetall verwendet. Bei der Wahl von Fräsern aus gehärtetem Weißstahl YT5 kann die Klinge aufgrund eines Fehlers beim manuellen Schärfwinkel festklemmen und aufgrund der Härte der Bearbeitung von Stahl Nr. 45 zurückprallen, was sich auf Präzision und Qualität auswirkt. Um die Genauigkeit, Qualität und Oberflächenrauheit der Bearbeitung von doppelgängigen Trapezgewinden besser zu verstehen, sollten beschichtete Hartmetallwerkzeuge gewählt werden.

Doppelliniges Trapezgewinde – Programmdesign und Methoden

Für doppelgängige Trapezgewinde gibt es verschiedene Programmiermethoden, die automatisch und manuell programmiert werden können. Diese sind üblicherweise in den Gewinde-Festzyklusanweisungen G32 und G92, den Gewinde-Verbundzyklusanweisungen G76 und G78 und anderen Bearbeitungsanweisungen zu finden.

Das zweigängige Trapezgewindeprogramm ist wie folgt aufgebaut:

Es folgt ein Programmvergleich zwischen den Anweisungen G78 und G76 für den Gewindeschneide-Verbundzyklus. Der Startpunkt der Programmierung wird auf den Ursprung des Werkstücks festgelegt (die X-Achse befindet sich auf der Achse des Teils und die Z-Achse ist die rechte Endfläche des Teils) und das CNC-Drehmaschinensystem FANUC-oiMF wird verwendet, um das Teil mit doppelgängigem Trapezgewinde zu bearbeiten (das Teil mit doppelgängigem Trapezgewinde ist in Abb. 1 dargestellt). Der Programminhalt zum Bearbeiten doppelgängiger Trapezgewinde mit der Anweisung G76 und die Beschreibung des Programms sind in Tabelle 1 dargestellt, der des Befehls G78 in Tabelle 2. Das Programm und die Programmbeschreibung der Anweisung G76 zum Bearbeiten von Doppelgewinden sind in Tabelle 1 dargestellt, und der Inhalt der Anweisung G78 zum Bearbeiten von Doppelgewinden ist in Tabelle 2 dargestellt.

Wie wir sehen können, sind die Befehle G76 und G78 im Programmformat ähnlich. Ihr Befehlsformat ist einfacher, die Berechnung ist nicht umständlich, es ist bequem und schnell, geeignet für die manuelle Programmierung der Gewindebearbeitung, und es sind auch die beiden am häufigsten verwendeten Befehlsarten im Bereich der Gewindebearbeitung, der Gewindezyklusbefehl G76 wird eher für die Bearbeitung von gewöhnlichen Gewinden verwendet, und der Gewindezyklusbefehl G78 wird eher für die Bearbeitung von Trapezgewinden verwendet. Der G78-Befehl optimiert die Vorschubmethode unter dem G76-Befehl. Der G78-Befehl optimiert die Vorschubmethode unter dem G76-Befehl, und man kann sagen, dass G78 eine erweiterte Version des Gewindebearbeitungsbefehls ist.

Kontrollpunkte der doppellinigen Trapezgewindebearbeitung

(1) Stellen Sie vor dem Ausführen des Gewindezyklusprogramms sicher, dass die Teile und Werkzeuge auf der CNC-Drehmaschine festgeklemmt und stabilisiert sind, und stellen Sie sicher, dass sich das Werkstück oder Werkzeug während des Bearbeitungsvorgangs nicht löst oder herunterfällt, da das zweite Festklemmen vor dem Ende der Gewindebearbeitung nicht zulässig ist, da sonst die Gewindezähne unordentlich werden.

(2) Stellen Sie vor der Bearbeitung sicher, dass die Spindeldrehzahl der Drehmaschine normal ist. Während des Bearbeitungsprozesses darf die Spindeldrehzahl der CNC-Drehmaschine nicht geändert werden und die Spindeldrehzahl des CNC-Drehmaschinenmultiplikators darf nicht angepasst werden. Andernfalls entstehen chaotische Zähne und Gewindelinien.

(3) Aufgrund des Trapezgewindes in Abb. 1 muss jede Abmessung sehr genau sein. Daher muss die metrische Mikrometerlehre richtig ausgewählt werden, um die Genauigkeit jeder Abmessung des doppellinigen Trapezgewindes sicherzustellen.

(4) G78 ist der am häufigsten verwendete Gewindezyklusbefehl für die CNC-Drehmaschinenbearbeitung von doppelgängigen Trapezgewinden. Der Unterschied zwischen G76 und G78 besteht darin, dass G76 eine einseitige Vorschubmethode ist. Gleichzeitig ist G78 eine Links-Rechts-Vorschubmethode, sodass G78 besser für die Bearbeitung von Mehrfachgewinden und Trapezgewinden von Schrauben und Schnecken geeignet ist. Daher wird G78 häufiger im Bereich der CNC-Bearbeitung von Trapezgewinden verwendet. Daher wird der G78-Befehl häufiger bei der CNC-Trapezgewindebearbeitung verwendet.

(5) Bei der CNC-Bearbeitung ist die CNC-Drehbearbeitung von doppelgängigen Trapezgewinden vorteilhafter als die normale Drehbearbeitung, bei der die Genauigkeit schwieriger zu gewährleisten ist und mehr Fehlerfaktoren entstehen. Die CNC-Drehbearbeitung verringert nicht nur die Ermüdungsintensität der Arbeit, sondern reduziert auch den Fehler erheblich und verbessert die Produktqualität und Produktionseffizienz von doppelgängigen Trapezgewinden.

Schlussfolgerung

Zusammenfassend analysiert dieser Artikel die Verarbeitungsmethode für doppelgängige Trapezgewinde, vergleicht die Verarbeitung mehrerer Anweisungen, vergleicht die Anweisung für feste Zyklen und die Anweisung für zusammengesetzte Zyklen und übernimmt schließlich die Links- und Rechtsvorschubmethode der Anweisung für Gewindezyklen G78 zum CNC-Drehen. Im Vergleich zu anderen Anweisungen ist diese Methode einfach zu berechnen und erzeugt nicht so leicht das Phänomen eines „Messers“. In Kombination mit der tatsächlichen Praxis kann diese Bearbeitungsmethode nach dem praktischen Test die Produktionseffizienz verbessern und die Qualitätsanforderungen der Teile erfüllen.