数控车床加工螺纹应用实例
数控车床加工螺纹应用实例
【摘 要】：三角螺纹和梯形螺纹在我们平时的实习课题上经常会碰到，它的加工比较普遍，在生产应用中也很广泛，但也常会出现一些问题，特别是在梯形螺纹的加工中经常会出现扎刀的现象，一直没有好的解决方法。它的加工方法也有许多种，选择一种正确的加工方法很重要，可以提高我们的工作效率减少工作时间，提高工件的质量。我以FANUC系统数控车床为例探讨下螺纹加工指令在数控车上的合理使用以及螺纹的加工方法。
【关键词】：数控车床 G92指令 宏程序
一、用G92指令加工三角螺纹
三角螺纹在普通的机床上加工对于一个初学者来讲是一个难点。加工操作复杂，有的时候还不能保证加工的精度。可是在数控机床中操作就十分的简单，加工所花费的时间少而且加工的精度也容易保证。
三角螺纹的切削指令-G92
G92的格式：
G92 X—螺纹的底径
Z—螺纹的长度
F—螺距
功能：可对内、外三角螺纹进行循环加工。
图1 三角螺纹加工图
加工思路：
先车出直径30的外圆，再车宽为4的退刀槽，然后车削三角螺纹。（毛坯件直径为40mm）
外圆的加工程序：
O0001；
M3 S500；
T0101；
G0 X43 Z5；
G71 U1.5 R1 P10 Q20 U0.3 W0 F0.2；
N10 G0 X26.8 S1200；
G1 Z0 F0.08；
X29.8 W-1.5；
Z-30；
G0 X45；
G70 P10 Q2；
G0 X100 ；
Z100；
M5；
M0；
M3 S1200 T0101；
G0 X46 Z5；
G70 P10 Q20；
G0 X100；
Z100；
M30
槽的加工程序：
M3 S400；
T0202；
G0 X45 Z5；
Z-30；
G1 X25.8 F0.05；
G4 X1；
G1 X45 F0.2；
G0 X100 ；
Z100；
M30；
螺纹加工的程序：
M3 S500；
T0303；
G0 X31 Z5；
G92 X29.5 Z-28 F1.5；
X29.1；
X28.7；
X28.4；
X28.2；
X28.1；
X28.05；
M30
对螺纹进行测量：
用通止环规对三角螺纹进行检测、也可以用螺纹千分尺进行检测。
二、用宏程序加工梯形螺纹
运用普通车床加工螺纹时候，加工技术要求较高，加工难度大，比较困难，所花费的时间也比较多。工件表面粗糙，产品质量低。而用宏程序加工螺纹，加工简便，精度高，花费的劳动力也比较低，大大地提高了生产效率。
而梯形螺纹与三角螺纹之间的比较也相差较大，梯形螺纹的牙型角与螺距都比较大，进刀速度相对较快，加工的难度也就相对与三角螺纹大。
主要加工方法有：
直进法：车刀沿X轴方向深度垂直进给。这种加工方法比较危险，刀具的三个面都参加了切削，会导致排屑困难，可能引起扎刀现象。
斜进法：车刀沿牙型角方向间隙进给至牙深度。采用斜进法加工螺纹时，螺纹车刀始终仅有一侧刀刃参加切削，比较合理。
切槽刀粗切槽法：先用切槽刀粗切出螺纹槽，然后再用螺纹刀车出螺纹的两侧。
左右切削法：这种加工方法相对比较常见，螺纹车刀沿牙型角方向左右移动进给切削。
下面介绍运用宏程序加工的方法：
宏程序车螺纹就是运用左右切削分层法加工工件，实际上就是直进法和左右切削法的综合运用。在车削梯形螺纹时把牙槽分成若干层，从而降低了车削的难度。而每层都是先采用直进法然后再用左右切削法加工对螺纹。如下图所示：
图2 梯形螺纹进刀示意图
对梯形螺纹的参数进行设置
1.工艺的分析
螺纹的加工分为粗加工与精加工两种。车螺纹时刀头应该小于牙槽底部宽度，刀尖角等于梯形螺纹牙型角。用粗车刀进行车削时每刀进给0.3ｍｍ左右。切削时的深度不易过大，切削力也不易过大，不然会出现扎刀的情况。然后再采用左右偏移的办法进行加工，最后留一点余量再来精加工。粗精加工都是先采用直进法再进行左右偏移来加工。
2.定位与加紧
加工时一般采用一夹一顶，先车出一个工艺台阶，掉头转个中心孔，用卡盘夹紧工艺台阶，再用顶尖顶住中心孔，以防止工件晃动产生误差。
用中心钻的时候应注意不要顶的太紧，以防止工件产生变形，打晃。
刀具的刃磨：粗车刀，前角较大，刀具锋利，便于切削和减少切削阻力。精车刀两侧刃前角为10度刀刃锋利，改变切削方向，提高牙型表面质量；两侧刃平直，且与刀杆底面平行，即径向前角为0度，以保证牙型角正确。顺螺纹方向一侧刃后角为7～8度，背螺纹方向一侧刃后角为0～2度，以消除车削时车刀后面与工件的磨檫痕迹和震动。
运用宏程序对梯形螺纹进行加工：
图3 梯形螺纹加工图
加工思路：
先车直径42的外圆，然后车出退刀槽，再编写出梯形螺纹的宏程序。（毛坯件直径为50ｍｍ）
外圆的加工程序：
O0002；
M3 S500；
T0101；
G0 X53 Z5；
G71 U1.5 R1P10 Q20 U0.3 W0 F0.2；
G0 X38 S1200；
G1 Z0 F0.08；
X42 W-2；
Z-50；
G1 X48；
Z-60；
GO X55；
G70 P10 Q2；
G0 X100 ；
Z100；
M0；
M3 S1200 ；
T0101；
GO X55 Z5；
G70 P10 Q2；
G0 X100；
Z100；
M3 500；（将槽加工到直径为34ｍｍ）
T0202；
G0 X55 Z-50；
G1 X34 F0.08；
G4 X1；
G1 X45 F0.2 ；
G1 W4 ；
G1 X34 F0.08；
G4 X1；
G1 X45 F0.2 ；
G0 X100；
Z100；
M30；
梯形螺纹的宏程序：
O0003；
M3 S600；
M8；
T0303；
G0 X45；
Z5；
#1=42 ； （对#1赋值）
N10 G92 X#1 Z-28 F6 ； （加工螺纹）
G0 W0.5 ； （偏移0.5mm）
G92 X#1 Z-28 F6 ； （偏移后加工螺纹）
#1=#1-0.3 ； （每次切削深度）
IF[#1GE35]GOTO10 ； （循环计算）
G0 X100；
Z5；
M30 ；
零件的质量检测与存放：
用单针根据三针测量法测量螺纹中径，查表得在表的公差范围内就说明梯形螺纹的加工是正确的。
工件应该存放在恒温的条件下，以防止高温或低温对工件精度的影响。
三、加工三角螺纹和梯形螺纹时的注意点
1.在加工螺纹之前要检查刀具的角度是否正确：刀尖角应该等于牙型角；前角一般等于0～15度；后角一般为5～10度。刀头看是否对准工件的中心，如果不在中心的话要及时的调整。
2.加工时也要使用角度样板和工件、刀具三者之间进行严格校对，不要让车刀装歪斜，不然就会产生牙型歪斜。刀头伸出也不易过长，一般为20～25mm就可以了。
3.在加工螺纹时要经常测量保证螺纹的准确。
4.梯形螺纹在加工的过程中车削的速度不能改变，否则会使螺纹乱牙。
5.加工到最后时要留一些余量进行精加工，保证螺纹的粗糙度。
6.在加工之前对机床进行精度检验，以保证机床精度，能满足螺纹加工的需要。
四、结束语
螺纹在数控加工中应用很广泛，方法也有很多。文中我介绍的方法操作简单，易于控制尺寸，大大的降低了车削难度，我们要掌握并熟练运用数控指令，高效率，高精度的完成高品质的螺纹加工。
参考文献：
1.陈海魁 《机械基础》中国劳动社会出版社。
2.冯小平 《数控机床编程与操作》机械工艺出版社。
3.陈亚岗，范为军 《数控机床结构编程与操作》。
数控车床加工螺纹应用实例.doc
