數車加工普通（tōng）多線（xiàn）螺紋（wén）的研究
2018-5-30 來源：寧波大紅鷹學院 作者：蔡誌（zhì）蘭
摘要：以往采用普通車床加工（gōng）多線螺紋的工（gōng）藝過程比較複雜，後來隨著數控車床的問世，多線螺紋的加工精度和加（jiā）工效率得到了大大提高，因此（cǐ）數車加工普通多線螺紋被廣泛地（dì）應用到了實際生產工作當中（zhōng）。 而在數車加工普通多線（xiàn）螺（luó）紋的過程中，某些重要操作環節是（shì）否合理直接關係著螺紋加工精度。 本文以 FANUC 數控係統的數車為例，對數車加工普通多線（xiàn）螺紋的相關技巧進行了研究，希望對這方（fāng）麵工作有一定助益。
關鍵詞：數控車床；數車；多線螺紋；研究
很多機械產品的零件上都帶有螺紋，螺紋的主要作用是連接固定、傳遞動力及減速運動。多（duō）線螺紋的特點是各螺（luó）旋線均沿軸向等距離分布，而影響螺紋（wén）的精度和使用（yòng）壽命的是最大因素是等距誤差。普通車床加工（gōng）多（duō）線螺紋（wén）不但過程複雜，並且螺紋在分線過程中極易出現誤（wù）差，從而導致加工精度降低。而利用數車（chē）加工不但可以簡化加（jiā）工過（guò）程，提高加工效率，更（gèng）能夠有效提（tí）高加工精度。不（bú）過，數車在（zài）加工普通（tōng）多線螺紋的過程中同樣也（yě）麵臨著一些問題，隻有正確地選擇及使用刀具，確定合理（lǐ）的參數，選用合理的編（biān）程指令，才能夠進一步提高加工效率和精度。以下筆者就以 FANUC 數控係統的數（shù）車為例來談談數車加工普通多線螺紋的相關技巧。
一、車刀（dāo）的選擇及刃磨
（一） 車刀選擇
目（mù）前在數車加工普通多線螺紋的（de）過程中，比較（jiào）常（cháng）用的螺（luó）紋車刀（dāo）材質主要有兩種，一種（zhǒng）是高速鋼，這種材（cái）質的車刀比較適用於進行塑（sù）性材料的車削；另一種是硬質合（hé）金（jīn），這（zhè）種材質的車刀比較適用於進行（háng）脆性材料（liào）的車削。一般對於 45# 圓鋼（gāng）材料來說最宜選用的車（chē）刀是 YT15 硬質合金車刀，這種車刀具有較強（qiáng）的通用性，利用它來（lái）進行（háng）數車多線螺紋加工既可（kě）以粗加工，也能夠滿足精加工的（de）要求。
（二） 車刀刃磨
在刃磨（mó）方麵，高速鋼材（cái）質的螺紋車刀的刃磨（mó）以選用 80# 氧化鋁砂輪為佳，磨刀時（shí）壓力應（yīng）比普通車刀小，為避（bì）免刀尖退火，若感到發熱發燙應及時以水冷卻。而硬質合金材質的螺紋車刀的刃磨應（yīng）注意操（cāo）作順序，即先粗（cū）磨（mó）刀頭後部，再（zài）刃磨兩側麵，這樣（yàng）能夠避（bì）免刀尖爆裂等問題；精磨時則應注意調節好壓力，避免因壓力過大而將刀片震碎（suì），同時還要（yào）避免驟（zhòu）冷驟熱，以（yǐ）免損壞刀片。
二、螺紋各（gè）參數的確定（dìng）
（一） 解讀標注
該螺紋的標注參數如表 1 所示。
表 1 螺紋標注參數表
（二） 螺紋大徑（jìng） 、中徑（jìng）及小徑
經過計算和查表（biǎo）得出，螺紋的大徑尺寸 =30- 0.13×1.5=29.805mm，上偏差為 - 0.032mm、下偏差為 - 0.268mm；中徑尺寸（cùn） =30- 0.6495×1.5=29.026mm，上偏差為 - 0.032mm，下偏差為 - 0.182mm；小徑 =30- 1.3×1.5=28.05mm。
三、切削用量的確定
1）背吃刀量。在確定背吃刀量之時，需要參考工件（jiàn）及刀具材料（liào）的硬度和強度，且每次進（jìn）給背吃刀量應依次遞減，這點對於初學者（zhě）來說往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。在對多（duō）線螺紋（wén）進行車削時，其主軸轉速會受很多因素的影響，例如螺距、導程、驅動電機升（shēng）降頻特性以及螺紋（wén）插補運算速度等等。不同的數控係統應當選擇不同的（de）主軸（zhóu）轉速範圍，在實際生（shēng）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 指的是保險係數。
四、編程指令
（一） 編程指令及切削方法
FANUC 數控係統的數（shù）車比較常用的螺紋切削指令主要有兩種，一種（zhǒng）是 G92，該指令為直進式進刀，比較適用於對螺距＜2mm 和脆性材料的多線螺紋進行加（jiā）工，其（qí）在切削螺紋時，螺紋刀的刀（dāo）尖和兩側刀刃都需要參與切削，並且每次（cì）進刀均為徑向（xiàng）進給；另一種是 G76，該指令為斜進式進刀，比較適用於對低速車削螺距＞2mm 和塑（sù）性材料的多線螺紋進行加工，其在切（qiē）削螺紋時（shí），螺紋刀（dāo）既要行徑向進給（gěi），同時又（yòu）要沿走刀（dāo）方向一側行軸（zhóu）向微（wēi）量進給。由於以上兩種螺紋切削指令所對（duì）應的切削方法不同，所以（yǐ）其所產生的加工誤差也有（yǒu）所不同。當加工大螺距、高精度的多線螺紋時，可以（yǐ）結合兩（liǎng）種指（zhǐ）令共同進行編程，即利用 G76 指令作粗加工（gōng），利（lì）用 G92 指令作精加工（gōng）。
（二） 編程
在對數車進行編程時，首先需（xū）要確定第（dì）一條螺旋槽的切削起點，而當加工完第一條螺旋槽後，再需重（chóng）新確定第二條螺旋槽（cáo）的切削起點，使之與第（dì）一條軸向相差一（yī）個螺距。即先車削完（wán）第一條螺旋槽，然後更改切削（xuē）起點的 Z 軸，再重新執（zhí）行程序，實現對第二條螺旋槽的切削。以此類推，即可實現對多（duō）線螺紋的車削。該方法是目前（qián）在數車加工普通多線螺紋中所普遍采用的方（fāng）法。
五、螺紋的檢測
螺紋的中徑決（jué）定（dìng）著其互換性與配合（hé）性，因此中徑是檢（jiǎn）驗精密螺紋合格與否的重要指標之一。通常是采用三針法來測量（liàng）外螺紋的（de）中（zhōng）徑（jìng），該方法具有（yǒu）操作簡單、測量精度高的優點。具體來（lái）說，在利用三針法來測量外螺紋的中（zhōng）徑之時，首先需要取三根量針分別置於（yú）螺紋兩（liǎng）側的螺旋槽內，然後再用千（qiān）分尺測量兩邊量針頂點之間的距離，最後再根據這個距離來計算實際螺紋中徑尺（chǐ）寸。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，應當根據螺（luó）紋的特點及相關技術要求來合理（lǐ）選擇工藝、編（biān）程指令及測量方法，從而最（zuì）大程度地提高螺紋加工效（xiào）率和精度，獲得更高（gāo）質（zhì）量的多線螺紋（wén）產品。
六、結語
綜上所述，在利用（yòng）數車加工普通多線螺紋之時，需要注意的問題有很多，包（bāo）括車（chē）刀的選擇及刃磨、螺紋各參數的確（què）定、切（qiē）削用量的確定、編程指令、螺紋的檢測（cè）等等，無論是哪（nǎ）方麵問題都需要認真對待，從（cóng）而選（xuǎn）擇出最佳的工藝技術，以提高螺紋加工效率和（hé）加工精度。
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