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數車加工普通多線螺紋的研究

2018-5-30 來源：寧波大紅鷹（yīng）學院作者（zhě）：蔡誌蘭

摘要：以往采用普通車床加工多線螺紋的工藝過程比較複雜，後來隨著數（shù）控（kòng）車床的問世，多（duō）線螺紋的加（jiā）工精度和加工效率得到了大大提高（gāo），因此數車加工普（pǔ）通多線螺紋被廣泛地（dì）應用到了實際生產工作當中。而在數車加工普通多（duō）線螺（luó）紋的過（guò）程中（zhōng），某些重要操作（zuò）環節是否合理直接關（guān）係著螺紋加工精度。本文以（yǐ） FANUC 數控係統的數車為例，對數車加工普通多線螺紋的相關技巧進行了研究（jiū），希望對這方麵工作有一（yī）定助益。

關鍵詞：數控車床；數車；多線螺紋；研究

很多機械產品的零（líng）件上都帶（dài）有螺紋，螺紋的主要（yào）作（zuò）用是連接固定、傳遞動力及減速運動。多線螺（luó）紋的特點是各螺旋（xuán）線（xiàn）均沿（yán）軸向等距（jù）離分布（bù），而影響螺紋（wén）的精度和使（shǐ）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。而利用（yòng）數車加工不但（dàn）可以簡化加（jiā）工過程，提高加工效率，更能（néng）夠（gòu）有效提高加工精度。不過，數車在（zài）加（jiā）工普通多線螺紋的過程中同樣也麵臨（lín）著一（yī）些問題，隻有正確（què）地選（xuǎn）擇及使用刀具，確定合理的（de）參數，選用合理的編程指令，才能夠進（jìn）一（yī）步提（tí）高加工效（xiào）率和（hé）精度。以下筆者就以 FANUC 數控係統的數車為例來談談數車加（jiā）工普通多（duō）線螺紋的相關技（jì）巧。

一、車刀的選擇及刃磨

（一）車刀選擇

目前在（zài）數車加工普通多（duō）線螺紋的過程中，比較常用的螺紋車（chē）刀材質主要有兩種，一種是高速鋼，這種材質的車刀比（bǐ）較適用於進行塑性材料的車削；另（lìng）一種是硬質合金，這種材質的車刀（dāo）比（bǐ）較（jiào）適用於進（jìn）行脆性材料的車削。一般對於 45# 圓鋼材料來說最宜選用的（de）車刀是 YT15 硬質合金車刀，這種車刀（dāo）具有較強的通用性，利用它來進行數車多線螺紋加工既可以粗加工，也（yě）能夠滿足精加工的要求。

（二（èr））車刀刃磨

在刃磨方麵，高速鋼材質的螺（luó）紋車刀（dāo）的刃磨以選用 80# 氧化鋁砂輪（lún）為佳，磨刀（dāo）時壓力應比普通車刀小，為避免刀尖退火，若感到發熱發燙應及時以水冷卻。而硬質合金（jīn）材質的（de）螺紋車刀的（de）刃磨應注意操作順（shùn）序（xù），即先粗磨刀頭後部，再刃磨兩（liǎng）側麵，這樣（yàng）能夠避免刀尖爆裂等問題；精磨時則應注意調（diào）節好壓力，避免（miǎn）因（yīn）壓力過大而將刀片震碎，同時還要避免（miǎn）驟冷驟熱，以免損壞刀片。

二（èr）、螺紋各（gè）參數的確定

（一）解讀標注

該螺紋的（de）標（biāo）注參（cān）數如表 1 所示（shì）。

表 1 螺紋標注參數表

（二）螺紋大徑、中徑及小徑

經過（guò）計算和查表得（dé）出，螺紋的大（dà）徑尺寸 =30- 0.13×1.5=29.805mm，上偏差為（wéi） - 0.032mm、下（xià）偏差為 - 0.268mm；中（zhōng）徑尺寸 =30- 0.6495×1.5=29.026mm，上偏差為 - 0.032mm，下偏差為（wéi） - 0.182mm；小徑 =30- 1.3×1.5=28.05mm。

三、切削用量的確定

1）背吃刀量（liàng）。在確定背吃刀量之時，需要參考工件及刀具材料的硬度和強度，且每次（cì）進給背吃刀量應依次遞減，這點對於初學者來說往往是一個較大的難點，需要有豐富的經驗才（cái）能（néng）夠把握好。2）主軸轉（zhuǎn）速。在對多線螺（luó）紋進行（háng）車削時（shí），其主（zhǔ）軸轉速會受很多因素的影響，例如螺距、導程、驅動電機升降頻特性以及螺紋（wén）插補運算速度等等。不同（tóng）的數控係統應當選擇不同的主軸轉速範圍，在實際生產中，大多數的數車都（dōu）是（shì）選（xuǎn）擇 n≤1200/P- K 的轉速，式中 P 指的是（shì）螺距（jù），K 指的是（shì）保險係數。

四、編程指（zhǐ）令

（一）編程指令及切削（xuē）方法

FANUC 數控係（xì）統的數車比較常用的螺紋切削指令主要有兩種（zhǒng），一種是 G92，該指令為（wéi）直進式進刀，比較適用於對螺距＜2mm 和脆性材料的多線螺紋進行加工，其在切削螺（luó）紋時，螺紋刀的刀尖和兩側刀刃都需要參與切削，並且每次（cì）進刀均為徑向進（jìn）給；另一種是 G76，該指（zhǐ）令（lìng）為斜進式進刀，比較適（shì）用於對低（dī）速車（chē）削（xuē）螺距＞2mm 和塑性材料的多線螺紋進行加工，其在切削螺紋時，螺紋刀既（jì）要行徑向進給，同時（shí）又要沿走刀方向一側行軸向微量進給。由於以上（shàng）兩種螺紋切削指令所對應的切削方（fāng）法不同，所以其所產生的加工誤差也有所不同。當加工大螺距、高精度的多（duō）線螺紋時，可以結合兩種指令共（gòng）同進行編程，即利用 G76 指令作粗加工，利用 G92 指令作精加工。

（二）編（biān）程

在對數車進行編程時，首先需要確定第一條螺旋槽的（de）切削起點，而當加工完第一條螺旋槽後，再需重新確定第二條（tiáo）螺（luó）旋槽的切削起點，使之與第一條軸向相差一個螺距。即先車削完第（dì）一條螺旋槽，然後更（gèng）改切削起點的 Z 軸，再重（chóng）新執行程序，實現（xiàn）對第（dì）二條（tiáo）螺旋槽的切削。以此類推，即可實現對多線螺紋的車削。該方（fāng）法（fǎ）是目前在數車加工普通多線螺紋（wén）中所普（pǔ）遍采用的方（fāng）法。

五、螺紋的（de）檢測

螺紋的中徑（jìng）決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（yào）指標之一。通常是采用三針法來測量外螺紋的中徑，該方法具（jù）有操作簡（jiǎn）單、測量精度高的優點（diǎn）。具體來說，在利用三針法（fǎ）來測量外螺紋的（de）中徑之時，首先需要取三（sān）根量針分別（bié）置於螺紋兩側的螺旋槽內，然後再用千分尺測量兩邊量（liàng）針頂點之間的距離，最後再根據（jù）這個（gè）距離來計算實際螺紋中徑尺寸（cùn）。普通螺紋（wén）的中徑尺寸 = 中徑 +3×量針直徑 - 0.866P×螺（luó）距。在實際加工中，應當根據螺紋的（de）特點及相關技（jì）術要求來合理（lǐ）選擇工藝、編程指令（lìng）及測量方法，從而最大（dà）程度地提高螺紋加工效率和精度，獲得更（gèng）高質量的多線螺紋產品。

六、結語

綜上所述，在（zài）利用數車加（jiā）工普通多線螺紋之時，需要注意的問題有很多，包（bāo）括車刀的選擇及刃磨、螺紋各參數的確定、切削用（yòng）量的確定、編程指令、螺紋（wén）的檢測等等，無（wú）論是哪方麵問題（tí）都（dōu）需要認真對待，從而選擇出最佳的工藝技術，以提高螺（luó）紋加工效（xiào）率和（hé）加工精度。

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