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數車加工普通多線螺紋（wén）的（de）研究

2017-7-14 來源：寧波大紅鷹（yīng）學院作者：蔡誌蘭

摘要：以往采用普通車床加工多線螺紋的工藝（yì）過程比較複雜，後來隨著數控車床的問世，多線螺紋的加工（gōng）精度和加工效率得到了（le）大大（dà）提高（gāo），因此數車加工普通多線螺（luó）紋被廣泛地應用到（dào）了實際生產工作（zuò）當中。而在數車加工普通多線螺紋（wén）的過程（chéng）中，某些重要操作環節是否合理直接關係著螺紋加工精度（dù）。本（běn）文（wén）以 FANUC 數控係統的數車為例，對（duì）數車加工普通（tōng）多線螺紋的相關技巧進行了研究，希望對這方麵工作有一定助益。

關鍵詞：數控車床；數車；多線螺（luó）紋（wén）；研究

很多機械產品的零件（jiàn）上都帶有螺紋，螺（luó）紋的主要作用是連接固定、傳遞動力及減速（sù）運動。多線螺紋的特點是各螺旋線均沿軸向等距（jù）離分布，而影（yǐng）響螺（luó）紋的精度和使用壽命的是最大因素是等距誤差。普通車床加工多線螺紋不但過程複雜，並且螺紋在分線過程中極易出（chū）現誤差，從而導致加工精度降低。而（ér）利用數車加工不但可（kě）以簡化加（jiā）工過程，提高加工效率，更能夠有效提高加工精度。不過，數車在加工普通（tōng）多線螺紋的過程中同樣也麵臨著（zhe）一些問題，隻有正確（què）地選擇及使（shǐ）用刀具，確定合理的參數，選用合理的編程指令，才能夠進一步提高（gāo）加工效率（lǜ）和精度。以下筆者就以 FANUC 數控係統的數車為例來談談數（shù）車加工普通多線螺紋的相關技巧。

一、車刀的選擇及刃磨

（一）車刀選擇

目前在數車加工普通多線螺紋的過程（chéng）中，比較常用的螺紋車刀材質主要有兩種，一種是高速（sù）鋼，這種材質的車刀比（bǐ）較適用於進行塑性材料的車削；另一種是硬質合金，這種材質的車（chē）刀比較適用於進行脆性材料的車削（xuē）。一般對於 45# 圓鋼材料來說最宜選用的車刀是 YT15 硬質合金車刀，這（zhè）種車刀具有較強的通用（yòng）性，利用它來進行數車多（duō）線螺紋加工（gōng）既可以粗加工，也能夠滿（mǎn）足精加工的要求[ 1 ]。

（二）車刀刃磨在刃磨方麵，高速鋼（gāng）材質的螺紋車刀的刃（rèn）磨以選用 80# 氧化（huà）鋁砂輪為佳，磨刀（dāo）時（shí）壓力應比普通車刀小（xiǎo），為避免刀（dāo）尖退火（huǒ），若感到發熱發燙應及時以水（shuǐ）冷卻。而硬質合金材質的螺紋車刀的刃磨應注意操作順（shùn）序，即先粗磨刀頭（tóu）後部（bù），再刃磨（mó）兩側麵，這樣能夠（gòu）避（bì）免刀尖爆裂等問（wèn）題；精磨時則應注意調節好壓力，避免（miǎn）因（yīn）壓力過大而將刀片震碎，同時還（hái）要

避免驟（zhòu）冷驟（zhòu）熱，以免損壞刀片[ 2 ]。

二、螺紋各參（cān）數的確定

（一）解讀（dú）標注

該螺紋的（de）標注參數如（rú）表 1 所（suǒ）示。

表 1 螺紋標注參數表

（二）螺紋大徑（jìng）、中徑及小徑

經過計算和查表得出，螺（luó）紋的大徑（jìng）尺寸 =30- 0.13×1.5=29.805mm，上偏差為（wéi） - 0.032mm、下偏差為 - 0.268mm；中徑尺寸 =30- 0.64951.5=29.026mm，上偏差為 - 0.032mm，下（xià）偏（piān）差為 - 0.182mm；小徑 =30- 1.31.5=28.05mm。

三、切削用（yòng）量的確定

1）背吃（chī）刀量。在確定背吃刀量之時，需要（yào）參（cān）考工（gōng）件及刀具材料的硬度和強度，且每（měi）次進給背吃刀（dāo）量應依（yī）次遞減，這點對於初學者（zhě）來說（shuō）往（wǎng）往是一個較大的難點，需要有豐富的經驗才能夠把握好。2）主軸轉速。在（zài）對多線螺紋進行車削時，其主軸轉速會受很多（duō）因（yīn）素的影響，例如螺距、導程、驅動電機升降（jiàng）頻特性（xìng）以及（jí）螺紋（wén）插補運算速度等等。不同的數控係統應當選擇不同的主軸轉速範圍，在實際（jì）生產中，大多數的數車都是選擇 n≤1200/P- K 的轉速，式中 P 指的是螺距，K 指的是保險係（xì）數。

四、編程指令

（一）編（biān）程指令及切削（xuē）方法

FANUC 數控係統的數車比（bǐ）較常用的（de）螺紋切削（xuē）指令主要有兩種，一種是 G92，該指令為直進式進刀（dāo），比較適（shì）用於對螺距＜2mm 和脆性材（cái）料的多線螺紋進行加工，其在切（qiē）削螺紋時，螺紋刀的刀尖和兩側刀刃都（dōu）需要參與切削，並且每次進刀均為徑向進給；另一種是（shì） G76，該指令為斜（xié）進（jìn）式進刀，比較（jiào）適用於對（duì）低速（sù）車削螺距＞2mm 和塑性材料的多線螺（luó）紋（wén）進（jìn）行加工，其在切削螺（luó）紋時，螺（luó）紋刀既要行徑向進給，同時又要沿走（zǒu）刀方（fāng）向一（yī）側行軸向微量（liàng）進給[ 3 ]。由於以上兩（liǎng）種螺紋切削指令所對應的切削方（fāng）法不同，所（suǒ）以其所產生的加工誤差也有所不同。當加工（gōng）大螺距（jù）、高精度的多線螺紋時（shí），可以結合兩種指令共（gòng）同進行編（biān）程，即利用 G76 指（zhǐ）令（lìng）作粗加工，利用 G92 指令作精加工。

（二）編程

在對數車進行編程時，首先需要（yào）確定第一條（tiáo）螺旋槽（cáo）的切削起點，而當加工完第一條（tiáo）螺旋槽後，再需重新確定第二條螺旋槽的切削起點，使之與第一條軸向相差一個螺（luó）距。即先車（chē）削完（wán）第一條螺旋槽，然（rán）後更改切削起點的 Z 軸，再重新執行程序，實現對第二條螺旋槽的切削。以此類推，即可（kě）實（shí）現對多線螺紋的車削。該方法是目（mù）前在數車加工普通多線螺（luó）紋中所普遍（biàn）采用的方法。

五、螺紋的檢測

螺紋（wén）的中徑（jìng）決（jué）定著其互換性與配合性，因此中徑是檢驗精密螺紋合格與否的重要指標之一。通常是（shì）采用三針法來測量外螺紋的中徑，該方法具有（yǒu）操作簡單、測量精度高的優點。具體來說（shuō），在利用三針法（fǎ）來測量外螺紋的（de）中徑之時，首（shǒu）先需（xū）要取三根量（liàng）針分別置於螺紋兩（liǎng）側的螺旋（xuán）槽內，然後再用千分尺（chǐ）測（cè）量兩邊量針頂點之間的距離，最後再根據（jù）這個距離來計算實際螺紋中徑尺寸[ 4 ]。普通螺紋的中徑尺寸 = 中徑 +3×量針直徑 - 0.866P×螺距。在實際加工中，應當根據（jù）螺紋（wén）的特點及相關技術要求來合理選擇工藝、編程指（zhǐ）令及測量方法，從而最大程度地提高螺紋加工效率和精度，獲得更高質量的多線螺紋產品。

六、結語（yǔ）

綜上所述，在利用數車加工普通多線螺（luó）紋之時，需要注意（yì）的（de）問題有很多，包括車刀的選擇及刃（rèn）磨、螺紋（wén）各參數的確（què）定、切削用量的確定、編程指令、螺紋的檢測等（děng）等，無論是哪方麵問題都需（xū）要認真對待，從而選擇出最佳的工藝技術，以提高螺紋加（jiā）工效（xiào）率和加工精度。

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