Drei große Probleme und Lösungen für die Gewindebearbeitung auf CNC-Drehmaschinen

Beim Gewindedrehen ist es aufgrund von Verschleiß und Bruch der Gewindeschneidwerkzeuge häufig erforderlich, die Schneidwerkzeuge neu zu installieren und auszurichten. Die Qualität der Werkzeuginstallation und -ausrichtung wirkt sich direkt auf die Genauigkeit des Gewindedrehens aus, insbesondere beim Gewindereparaturdrehen, das eine sekundäre Klemmung und Werkzeugausrichtung erfordert, was die Bearbeitungseffizienz von CNC-Drehmaschinen einschränkt. Wenn die Anforderungen an die Gewindegenauigkeit hoch sind, wie beispielsweise bei Trapezgewinden, die eine Präzisionsbearbeitung auf beiden Seiten erfordern, ist zunächst eine Grobbearbeitung erforderlich und dann wird eine Präzisionsbearbeitung durchgeführt. Wenn das Problem der Werkzeuginstallation und Werkzeugausrichtung während des Bearbeitungsprozesses nicht gut gelöst werden kann, werden CNC-Drehgewinde nicht gut eingesetzt.
Das Prinzip der Gewindebearbeitung in CNC-Drehmaschinen
Es gibt einen erheblichen Unterschied zwischen CNC-Drehgewinden und gewöhnlichen Drehgewinden. Gewöhnliche Drehmaschinen drehen Gewinde über ein mechanisches Zahnradgetriebe und eine Schraubenverbindung, d. h. bei jeder Drehung der Spindel bewegt der Werkzeughalter eine Gewindesteigung. Während des gesamten Gewindebearbeitungsprozesses darf diese Übertragungskette nicht getrennt werden, da sie sonst zufällig verdreht wird.
Beim CNC-Drehen werden Impulssignale über einen an der Spindel installierten Encoder an das CNC-System gesendet. Das CNC-System führt eine rechnerische Steuerung durch und sendet Anweisungen zur Steuerung des Servomotors, um das Werkzeug durch eine Kugelumlaufspindel zu bewegen und so das Gewindedrehen zu erreichen. Um sicherzustellen, dass das Gewindedrehen bei mehreren Werkzeugdurchgängen nicht zufällig erfolgt, wird die Startposition der Gewindebearbeitung durch die Erfassung von Impulssignalen gesteuert. Wenn die Programmabarbeitung beginnt, dreht sich die Spindel und das Werkzeug wartet darauf, dass der Spindel-Encoder ein Synchronisationssignal (Nullpositionssignal) sendet, bevor es mit der Drehbewegung fortfährt. Beim Drehen des zweiten Werkzeuggewindes kehrt das Werkzeug zur Ausgangsposition der vorherigen Drehung zurück oder wartet auf den Empfang des Synchronisationssignals (Nullpositionssignal), bevor es erneut dreht. Auf diese Weise befindet sich der Faden immer auf der gleichen Spirallinie, sodass vor dem erneuten Drehen nicht auf den Empfang des Synchronisationssignals (Nullpositionssignal) gewartet werden muss. Verursacht ein chaotisches Deduktionsphänomen.
Die Probleme bei der Werkzeugausrichtung beim Gewindedrehen
1) Erstes Spannen des Drehwerkzeugs
Beim ersten Einspannen des Gewindeschneiders kommt es zu einer ungleichen Höhe zwischen der Gewindeschneiderspitze und dem Werkstückdrehzentrum, was häufig bei Schweißschneidern auftritt. Aufgrund der groben Fertigung und der ungenauen Größe des Werkzeughalters muss die Spitzenhöhe mit einer Dichtung angepasst werden, und die Spitzenhöhe beeinflusst den tatsächlichen geometrischen Winkel des Werkzeugs nach dem Drehen. Beim Einbau des Werkzeugs wird der scharfe Winkel des Werkzeugs falsch ausgerichtet, was leicht zu Fehlern im Gewindeprofilwinkel und zu einer Verzerrung des Zahnprofils führen kann. Ein übermäßiger Auszug des Gewindeschneiders kann während der Bearbeitung zu Vibrationen führen, die sich auf die Oberflächenrauheit des Gewindes auswirken.
2) Grobe und feine Ausrichtung des Drehwerkzeugs
Bei der Bearbeitung von hochpräzisen Gewinden und Trapezgewinden müssen zwei Gewindeschneider zum groben und präzisen Drehen eingesetzt werden. Die große Abweichung zwischen den beiden Fräsern (insbesondere in Z-Richtung) führt zu einer Vergrößerung des Gewindesteigungsdurchmessers und zu Ausschuss.
3) Werkstück-Werkzeugausrichtung reparieren
Reparatur der Werkstückausrichtung: Aufgrund der sekundären Klemmung des Werkstücks haben sich die reparierte Spirale und das erste Rotationssignal des Encoders verändert, was bei der weiteren Reparatur und Verarbeitung zu ungeordneten Knicken führte.
Methoden zur Lösung von Problemen
1) Die Spitze des Gewindeschneiders muss auf gleicher Höhe mit dem Drehzentrum des Werkstücks gehalten werden. Verwenden Sie nach dem Schleifen der Werkzeugkante eine Werkzeugausrichtungsschablone, um das Werkzeug an der Achse des Werkstücks auszurichten, und stellen Sie sicher, dass der Winkel der Werkzeugspitze korrekt eingestellt ist. Bei Verwendung einer CNC-Maschine zum Spannen von Schneidwerkzeugen ist es aufgrund der hohen Fertigungsgenauigkeit des Werkzeughalters im Allgemeinen nur erforderlich, den Werkzeughalter an der Seitenkante des Werkzeughalters anzulegen.
2) Die Grob- und Feinbearbeitung von Gewindeschneidern kann erreicht werden, indem ein bestimmter Punkt als Referenzpunkt festgelegt und die übliche Methode der Werkzeugausrichtung verwendet wird. Beim eigentlichen Werkzeugausrichtungsprozess wird die Probeschnittmethode mit nur geringfügiger Anpassung der Werkzeugkompensation verwendet.
3) Bei der Gewindebearbeitung ist es bei Werkzeugverschleiß oder -bruch erforderlich, das Werkzeug erneut zu schärfen und auszurichten. Wird das Werkstück zur Reparatur nicht ausgebaut, genügt es, die Einbaulage des Gewindeschneiders mit der Position vor dem Ausbau auszurichten, was einer Bearbeitung mit dem gleichen Drehmeißel gleichkommt.
4) Bei der Reparatur eines demontierten Werkstücks kann die Startpunktposition der Bearbeitung bestimmt werden, bevor mit der Reparaturarbeit fortgefahren wird. Um den Bearbeitungsstartpunkt und die Position des ersten Rotationssignals zu bestimmen, kann mit einem Teststab ein Gewindedrehen mit einer Oberflächentiefe von 0.05-0.1mm durchgeführt werden (alle Parameter sind die gleichen wie die erforderlichen Thread-Parameter). Der Z-Wert ist der ganzzahlige Gewindesteigungsabstand von der rechten Endfläche des Gewindeanfangspunkts. Auf der Oberfläche wird eine Spirallinie eingraviert, um den Startpunkt des Gewindedrehens zu bestimmen, und an der entsprechenden Position auf der Futteroberfläche wird eine Linienmarkierung vorgenommen (auch wenn die Markierungslinie und der Startpunkt der Spirale auf dem Prüfstab übereinstimmen). im gleichen axialen Profil).
Der Zweck besteht darin, die Signalposition aufzuzeichnen, den Prüfstab zu entfernen, das zu drehende oder zu reparierende Gewindewerkstück einzuspannen und beim Ausrichten des Werkzeugs zuerst das Werkzeug in die Bearbeitungsposition zu drehen und dann das Drehwerkzeug in die Markierungsposition auf dem zu bewegen Spannfutter, drehen Sie das Spannfutter, richten Sie die Markierungslinie an der Hauptschneide des Drehmeißels aus und bewegen Sie dann die Werkzeugspitze zu einer vollständigen Gewindenut, ohne die Spindel zu drehen. Notieren Sie die entsprechenden Absolutkoordinaten der Z-Achse und berechnen Sie schließlich die Startpunktkoordinaten der Z-Achsen-Positionierung des Drehwerkzeugs. Ändern Sie die Z-Achsen-Koordinaten des Startpunkts im Programm basierend auf den Berechnungsergebnissen. Die Formel lautet z '=z+(n+2) t, wobei n die Anzahl der Gewindeschlitze vom Gewindeschlitz des aktuellen Werkzeugs bis zum Startpunkt des Gewindes und t die Steigung ist.
Beispiel: Wenn der aktuelle z-Wert -10 ist, n 2 und t 3 ist, dann
Z '=z+(n+2) t=2
Der Startpunkt der neuen Bearbeitung in Z-Richtung ist 2.
Beim Drehen von Gewinden sind die Installation und Ausrichtung des Werkzeugs von entscheidender Bedeutung, insbesondere beim sekundären Drehen (Reparieren) von Gewinden. Das Gewindedrehen sollte auf der Grundlage vorhandener Gewindenuten durchgeführt werden. Der Schlüssel besteht darin, sicherzustellen, dass die Nullpositionssignalposition der Spindel während der Bearbeitung mit dem Startpunkt der vorhandenen Gewindespirale am Werkstück übereinstimmt