數車加工普通多線螺紋的研究
2018-5-30 來源：寧波大紅鷹學院 作者：蔡志蘭
摘要：以往采用普通車床加工多線螺紋的工藝過程比較復雜，后來隨著數控車床的問世，多線螺紋的加工精度和加工效率得到了大大提高，因此數車加工普通多線螺紋被廣泛地應用到了實際生產工作當中。 而在數車加工普通多線螺紋的過程中，某些重要操作環節是否合理直接關系著螺紋加工精度。 本文以 FANUC 數控系統的數車為例，對數車加工普通多線螺紋的相關技巧進行了研究，希望對這方面工作有一定助益。
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。多線螺紋的特點是各螺旋線均沿軸向等距離分布，而影響螺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復雜，并且螺紋在分線過程中極易出現誤差，從而導致加工精度降低。而利用數車加工不但可以簡化加工過程，提高加工效率，更能夠有效提高加工精度。不過，數車在加工普通多線螺紋的過程中同樣也面臨著一些問題，只有正確地選擇及使用刀具，確定合理的參數，選用合理的編程指令，才能夠進一步提高加工效率和精度。以下筆者就以 FANUC 數控系統的數車為例來談談數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中，比較常用的螺紋車刀材質主要有兩種，一種是高速鋼，這種材質的車刀比較適用于進行塑性材料的車削；另一種是硬質合金，這種材質的車刀比較適用于進行脆性材料的車削。一般對于 45# 圓鋼材料來說最宜選用的車刀是 YT15 硬質合金車刀，這種車刀具有較強的通用性，利用它來進行數車多線螺紋加工既可以粗加工，也能夠滿足精加工的要求。
（二） 車刀刃磨
在刃磨方面，高速鋼材質的螺紋車刀的刃磨以選用 80# 氧化鋁砂輪為佳，磨刀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。而硬質合金材質的螺紋車刀的刃磨應注意操作順序，即先粗磨刀頭后部，再刃磨兩側面，這樣能夠避免刀尖爆裂等問題；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，同時還要避免驟冷驟熱，以免損壞刀片。
二、螺紋各參數的確定
（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 、中徑及小徑
經過計算和查表得出，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 =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，需要參考工件及刀具材料的硬度和強度，且每次進給背吃刀量應依次遞減，這點對于初學者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。在對多線螺紋進行車削時，其主軸轉速會受很多因素的影響，例如螺距、導程、驅動電機升降頻特性以及螺紋插補運算速度等等。不同的數控系統應當選擇不同的主軸轉速范圍，在實際生產中，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 指的是保險系數。
四、編程指令
（一） 編程指令及切削方法
FANUC 數控系統的數車比較常用的螺紋切削指令主要有兩種，一種是 G92，該指令為直進式進刀，比較適用于對螺距＜2mm 和脆性材料的多線螺紋進行加工，其在切削螺紋時，螺紋刀的刀尖和兩側刀刃都需要參與切削，并且每次進刀均為徑向進給；另一種是 G76，該指令為斜進式進刀，比較適用于對低速車削螺距＞2mm 和塑性材料的多線螺紋進行加工，其在切削螺紋時，螺紋刀既要行徑向進給，同時又要沿走刀方向一側行軸向微量進給。由于以上兩種螺紋切削指令所對應的切削方法不同，所以其所產生的加工誤差也有所不同。當加工大螺距、高精度的多線螺紋時，可以結合兩種指令共同進行編程，即利用 G76 指令作粗加工，利用 G92 指令作精加工。
（二） 編程
在對數車進行編程時，首先需要確定第一條螺旋槽的切削起點，而當加工完第一條螺旋槽后，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距。即先車削完第一條螺旋槽，然后更改切削起點的 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，即可實現對多線螺紋的車削。該方法是目前在數車加工普通多線螺紋中所普遍采用的方法。
五、螺紋的檢測
螺紋的中徑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，該方法具有操作簡單、測量精度高的優點。具體來說，在利用三針法來測量外螺紋的中徑之時，首先需要取三根量針分別置于螺紋兩側的螺旋槽內，然后再用千分尺測量兩邊量針頂點之間的距離，最后再根據這個距離來計算實際螺紋中徑尺寸。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，應當根據螺紋的特點及相關技術要求來合理選擇工藝、編程指令及測量方法，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
綜上所述，在利用數車加工普通多線螺紋之時，需要注意的問題有很多，包括車刀的選擇及刃磨、螺紋各參數的確定、切削用量的確定、編程指令、螺紋的檢測等等，無論是哪方面問題都需要認真對待，從而選擇出最佳的工藝技術，以提高螺紋加工效率和加工精度。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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