數控車削（xuē）螺紋類零件的有效編程方法—以螺紋（wén）軸（zhóu）任務為例
2020-5-18 來源：- 作者：-
摘要：螺紋的編程和加工是機械製造業從業人（rén）員（yuán）必須熟練掌握的一項技能。根據典型零件螺紋軸的加工實例，介紹（shào）螺紋加（jiā）工指令的含義及編程格式，並探討指令之間的區別，然後編寫（xiě）了螺紋軸的加工程序和注意事項。
關鍵詞：數控車削 螺紋 有效 編程 方法
螺紋的編程和加工是數控車削加工教學中的一項重要課程，也是數控車床（chuáng）加（jiā）工的一項主要內（nèi）容，更是學生必須要熟練（liàn）掌握的一項操作技能（néng）。因螺紋的種類較多，涉（shè）及的加工編程指令和（hé）方法不盡相同，本（běn）文將以普通外圓柱螺紋軸（zhóu）為例，闡（chǎn）述（shù）螺（luó）紋類零件的編程方法。
圖（tú） 1 螺紋軸
1、螺紋軸任務
如（rú）圖 1 所示，螺紋軸零件坐標係原點設在其右端麵和軸線的交點上，機床的刀架是前置刀架。外圓柱麵（miàn）與退刀槽均（jun1）已加工到尺寸要求，分別用 G32、G92、G76 指令編寫螺紋（wén）部分的數控加工程序。
2、任務實施（shī）
2.1 車（chē）削螺紋編程指令
編程指令（lìng）如表 1 所示。
表 1 編程指令
2.2 確定切削外螺紋的基本參（cān）數
2.2.1 確定背（bèi）吃刀量和切削次數
切削螺紋時（shí），背吃刀量遵循依次遞減的分配原則。加工螺紋時，背（bèi）吃刀量和切削次數可以根據螺距的大小選（xuǎn）擇，如表 2 所示。
表 2 公製螺紋加工切削次數與背吃（chī）刀量（直徑值）
由表 2 可知，本例加工 M24X1.5 普通外螺紋，螺（luó）距為1.5mm 的螺紋牙深（半徑值）為 0.974mm，編程是按照直徑方式編程，所以總的（de）切深量是 1.948mm。切削次數為 4 次，第 1 次背吃刀量為 0.8mm，第 2、3、4 次背吃刀量分別為0.6mm，0.4mm，0.16mm。
2.2.2 確定外螺紋小徑 d1外螺紋小徑（jìng） d1可根據經驗公式 d1=d-2h=d-1.3P 來確定，式中，d 為螺紋大徑，mm；h 為螺（luó）紋（wén）牙深，mm；P 為螺距，mm。對於本任（rèn）務計算（suàn）外（wài）螺紋小徑 d1=φ22.05mm。
2.2.3 確定每次切削直徑值（X 值（zhí））
每次切削直（zhí）徑值根（gēn）據切削次數和對應的背吃刀量來確定。由上文可知（zhī）本任務第（dì）一次切削直徑（徑向終點坐標）為 X23.2，第二次切削直徑（jìng）為（wéi） X22.6，第三（sān）次（cì）切削直徑為X22.2，第四（sì）次為切削到螺紋小徑值為 X22.05。
2.2.4 確定螺紋起點和終（zhōng）點軸向（xiàng）尺寸（Z 值）
加工過程中為保（bǎo）證（zhèng）螺紋螺距均勻，因此車削時在螺紋長度的兩端設（shè）置足夠的升速進刀段 δ1和減（jiǎn）速退刀段 δ2，其中 δ1可取 2 ～ 5mm，δ2為退刀（dāo）槽寬度的一半左右，取1 ～ 3mm。本（běn）例中取 δ1=3mm、δ2=2mm。
2.2.5 確定主（zhǔ）軸轉速
螺紋切削時要選擇（zé）較低的主軸轉速，來降低刀具的進給速度。在實際教學中主軸轉（zhuǎn）速一般可（kě）按公式 n ≤ 1200/P-80 來確定。式（shì）中，P 為螺距，mm；n 為主軸轉速，r/min。取（qǔ）P=1.5mm，由公式計（jì）算（suàn） n ≤ 720r/min，這裏取 n=500r/min。
2.3 編寫數控加工程（chéng）序
編寫螺紋部分的（de）加工程序如表 3 所示。
表 3 數（shù）控加工程（chéng）序單
3 、注意事項
3.1 選擇直徑
刀具的擠壓會使螺紋大徑變大，因此（cǐ）外圓直徑（jìng）要比螺紋（wén）大徑小些，一般比公稱直徑小（xiǎo） 0.1P，P 為螺距。
3.2 選擇起點
使用 G92、G76 指令編程時需要設定循環起點，循環（huán）起（qǐ）點應設在加工螺紋的外部，本例將（jiāng）循環起點（diǎn）設（shè）在（X28，Z3）位置。
3.3 選擇（zé）格式
在 G32、G92、G76 指令編程格式（shì）中，F 為導程，不是進給量。
3.4 選擇進給量
螺紋加工時主軸旋轉一周，螺紋車（chē）刀的進給量必須等於螺紋的導程，因此螺紋加工過程中主軸（zhóu）轉速要保持（chí）恒定，並且不使用恒（héng）線（xiàn）速度控製功能（néng）。
3.5 減（jiǎn）小（xiǎo）誤差
為保證螺紋加工質量，螺紋加工前先設一定的磨損量，加工完畢後，在用螺紋環規、塞規等進行檢測。
4、結語
加工普通螺紋可（kě）以采用 G32、G92、G76 指令進行編程加工。G32 指令加工螺紋時，刀（dāo）具的移動切削需要通（tōng）過編程來完成，這會導致編寫的程序段較多，教學中不經（jīng）常（cháng）使用。G76 指令（lìng）編程效率較高，一般適用大螺距螺紋，在螺紋精（jīng）度（dù）要求不高的情況下，使用較（jiào）多，本例僅介紹其編（biān）程（chéng）方法。G92 指令簡化了（le）編程，與 G32 指令相比提高了編程效率（lǜ），因此應用更為廣泛，但 G92 指令受進刀方式的影響，螺（luó）紋中徑誤（wù）差大，加工時要經常檢測以保證螺紋的加工精度。總之，加工螺紋時選擇合理的編程指令和加工方法不僅能提高螺紋加（jiā）工效率，還能保證螺紋的加（jiā）工（gōng）質量，更能降（jiàng）低生產成本。
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