普通螺纹在数控车床上的加工技巧.doc

国家职业资格全省统一鉴定数控车工论文（国家职业资格二级）论文题目：普通螺纹在数控车床上的加工技巧 姓 名： 田颖 身份证号：准考证号： 002 所在省市： 江苏省徐州市 所在单位： 江苏省徐州技师学院 普通螺纹在数控车床上的加工技巧姓名：田颖 单位：江苏省徐州技师学院摘 要：数控车床车削螺纹相对于用普通车床车削螺纹来说是比较省心的，螺纹车削的进给速度要高出10倍，螺纹刀片刀尖处的作用力要高1001000倍，切削速度较快，切削力较大和作用力聚集范围较窄导致螺纹的加工难度高。因此要从参数工艺、刀具和程序的编辑3个方面来提高数控车削螺纹的精度。关键词：普通螺纹 进刀量 编程螺纹是在圆柱工件表面上，沿着螺旋线所形成的，具有相同剖面的连续凸起和沟槽。在机械制造业中，带螺纹的零件应用得十分广泛。用车削的方法加工螺纹，是目前常用的加工方法。车削加工主要在卧式车床或数控车床上完成。在这两种设备上都可以车削米制、英制、模数和径节制四种标准螺纹，无论车削哪一种螺纹，车床主轴与刀具之间必须保持严格的运动关系：即主轴每转一转（即工件转一转），刀具应均匀地移动一个（工件的）导程的距离。数控车削与普通车削相比，螺纹车削的进给速度要高出10倍左右，生产率较高。用数控车床车削螺纹相对于用普通车床车削螺纹来说是比较省心的，但要车好高质量的螺纹还是要有一定的技巧。以下通过对普通螺纹加工的分析，确定合理的加工方案，以便保证螺纹的加工精度。一、普通螺纹的尺寸分析1.螺纹加工前工件直径的确定 考虑螺纹加工牙型的膨胀量，一般螺纹加工前工件直径比基本尺寸小0.20.4mm（约0.13P），即螺纹大径减0.13螺距，保证车好螺纹后牙顶处有P/8的宽度（P是螺距）。中径d 2=d-0.6495P，在中径处螺纹牙厚和槽宽相等。2.螺柱右端面要倒角至小于或等于螺纹小径，左边加工退刀槽。3.螺纹加工进刀量螺纹的进刀量可以参考螺纹底径，即螺纹刀最终进刀位置。小径的经验估算公式为：d1=d-1.3P。螺纹切削用量的选择应根据工件材料的螺距大小以及所处的加工位置等因素来决定。前几次的进给用量可大些，以后每次进给切削用量应逐渐减小。切削速度应选低些，粗车时每次切深0.3mm左右，最后留余量0.2mm ；精车时每次切深0.10.2mm左右，粗、精车的总切深为0.65P。现将常用螺纹切削的进给次数与吃刀量列于表1中，仅作参考。表 1 为常用螺纹切削的进给次数与吃刀量米 制 螺 纹螺 距11.522.533.54牙深（半径量）0.6490.9741.2991.6241.9492.2732.598切削次 数 直及 径吃 量刀 量1次0.70.80.91.01.21.51.52次0.40.60.60.70.70.70.83次0.20.40.60.60.60.60.64次0.160.40.40.40.60.65次0.10.40.40.40.46次0.150.40.40.47次0.20.20.48次0.150.39次0.2英 制 螺 纹牙/in2418161412108牙深（半径量）0.6780.9041.0161.1621.3551.6262.033切削次 数 直及 径吃 量刀 量1次0.80.80.80.810.91.01.22次0.40.60.60.60.60.70.73次0.160.30.50.50.60.60.64次0.110.140.30.40.40.55次0.130.210.40.56次0.160.47次0.17注意事项：1.从螺纹粗加工到精加工，主轴的转速必须保持一常数2.没有停止主轴的情况下停止螺纹的切削将非常危险3.螺纹加工中不便用恒定线速度控制功能二、普通螺纹刀具的装刀与对刀 车削螺纹时，为了保证牙型正确，对安装螺纹车刀提出了严格的要求。螺纹车刀安装高度也很讲究，过高或过低都会出现“扎刀”现象。车刀安装得过高，则吃刀到一定深度时，车刀的主后刀面顶住工件，增大摩擦力，甚至把工件顶弯，造成“啃刀”现象；过低，则切屑不易排出，车刀径向力的方向是工件中心，加上横进丝杠与螺母间隙过大，致使吃刀深度不断自动径向加深，从而把工件抬起，导致“啃刀”；此时，应及时调整车刀高度，使其刀尖高度必须对准工件旋转中心（可根据尾座顶尖高度检查）。在粗车和半精车时，刀尖位置比工件的旋转中心高0.10.3mm。 车刀刀尖角的平分线必须与工件严格垂直，装刀时可用样板来对刀。如果车刀装歪，就会产生倒牙现象。在安装螺纹车刀时要尽量减少伸出长度，一般为2025mm（约刀杆厚度的1.5倍），防止刀杆刚性不够，切削时产生振动。工件本身的刚性不能承受车削时的切削力，因而产生过大的挠度，改变了车刀与工件的中心高度（工件被抬高了），形成切削深度突增，出现“啃刀”，此时应把工件装夹牢固，可采用一夹一顶的方式，以增加工件刚性。 普通螺纹的对刀方法有试切法对刀和对刀仪自动对刀，可以直接用刀具试切对刀，也可以用G50设置工件零点，用工件外圆设置工件零点进行对刀。螺纹加工对刀要求不是很高，特别是Z向对刀没有严格的限制，可以根据编程加工要求而定。三、编写程序的方法在目前的数控车床中，螺纹编程指令有G32、G92、G76三种加工方法。其中：G32是单一螺纹切削指令，G92螺纹切削循环，G76螺纹切削复式循环,1.编程示例随着不同的数控系统，加工螺纹的编程指令也有所不同。对于BEIJING-FANUC 0i系统来说，有三种指令可用于等螺距直螺纹、锥螺纹的车削。加工图1所示零件M30X2的普通外螺纹，主轴转速n1200/P-K=（1200/2-80）=520r/min.根据零件材料、刀具等因素可以取n=400r/min。螺纹的螺距为2，根据表1可知其牙深为1.3，安排5次走刀，每次的背吃刀量分别为0.9、0.6、0.6、0.4、0.1。 (1) 采用G32指令进行车螺纹 T0101 M03 S400；（T01为螺纹车刀，主轴正转，转速为400 r/min）G00 X29.1 Z5；G32 Z-42.F2.0；（第一次车螺纹，背吃刀量为0.9mm）G00 X32；Z5；X28.5；G32 Z-42.F2.0；（第二次车螺纹，背吃刀量为0.6mm）G00 X32；Z5；X27.9；G32 Z-42.F2.0；（第三次车螺纹，背吃刀量为0.6mm）G00 X32；Z5；X27.5；G32 Z-42.F2.0；（第四次车螺纹，背吃刀量为0.4mm）G00 X32；Z5；X27.4；G32 Z-42.F2.0；（最后一次车螺纹，背吃刀量为0.1mm）G00 X32；X100 Z100；M05；M30；(2)采用G92指令进行车螺纹T0101 M03 S400；（T01为螺纹车刀，主轴正转，转速为400 r/min）G00 X32 Z5；（刀具定位到循环起点）G92 X29.1 Z-42 F2.0；（第一次车螺纹）X28.5；（第二次车螺纹）X27.9；（第三次车螺纹）X27.5；（第四次车螺纹）X27.4；（最后一次车螺纹）G00 X100 Z100；（刀具回换刀点）M05；M30；(3)采用G76指令进行车螺纹T0101 M03 S400；（T01为螺纹车刀，主轴正转，转速为400 r/min）G00 X32 Z5；（刀具定位到环起点）G76 P011060 Q100 R0.2；（车螺纹）G76 X27.4 Z-42 R0 P1300 Q900 F2.0；（螺纹高度为1.3mm，第一次车削深度为0.9mm，螺距为2mm）G00 X100 Z100；（刀具回换刀点）M05；M30；通过对同一螺纹三种不同的编程方法进行分析，可以知道采用G32编程，程序段长，一般很少采用此种方法；采用G92编程，条理很清晰并且走刀路线直观，程序段也不是太长；采用G76编程最为方便，程序段最少，但是参数计算比较复杂。在实际加工中，由于切削方法的不同，编程方法不同，所造成的加工误差也不同。我们在操作使用上要仔细分析，采用合适的编辑指令才能加工出精度高的螺纹。 其中G92编程和G76编程的区别，主要看工件要求的精度来确定。2.加工误差分析及使用(1) G92是采用直进式切削方法由于两侧刃同时工作，切削力较大，而且排屑困难，因此在切削时，两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差；但是其加工的牙型精度较高，因此一般多用于螺距小于3mm的螺纹加工。由于其刀具移动切削均靠编程来完成，所以加工程序较长，但比较灵活；由于刀刃容易磨损，因此加工中要做到勤测量。(2) G76是采用斜进式切削方法由于为单侧刃加工，加工刀刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹侧面不直，刀尖角发生变化，而造成牙型精度较差。但由于其为单侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易，并且切削深度为递减式。因此，此加工方法一般适用于大螺距螺纹加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工况较好，在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为方便。从以上对比分析可以看出，只简单利用一个指令进行车削螺纹是不够完善的，采用G92、G76混用进行编程，即先用G76进行螺纹粗加工，再用G92进行精加工的方式。在螺纹加工中将有两大优点：一方面可以避免因切削量大而产生的变形：另一方面能够保证螺纹加工的精度。但要注意粗车和精车刀具起始点要一致，不然会乱扣，造成零件报废。四、切削液使用 车削螺纹时，恰当地使用切削液，能降低切削时产生的热量，减少由于温度升高引起的加工误差：能在金属表面形成薄膜，减少刀具与工件的摩擦，并可冲走切屑，从而降低工件表面粗糙度值，减少刀具磨损。根据实验，加工一般要求螺纹使用水基切削液就可以达到要求，如果精度要求高就必须使用油基切削液，如煤油、植物油等。机床的水箱一般都装水基切削液，那么在加工螺纹时可以使用油枪进行手工润滑就能满足精度要求。五、普通螺纹的检测检测的方法有单项测量和综合测量两类。单项测量是选择合适的量具来测量螺纹的某一项参数的精度。常见的有测量螺纹的顶径、螺距、中径。综合测量是采用螺纹量规对螺纹各部分主要尺寸同时进行综合检验的一种测量方法。而普通标准螺纹，基本上都采用综合测量法来测量。在测量外螺纹时，首先应对螺纹的直径、螺距、牙型和粗糙度进行检查，然后再用环规测量外螺纹的尺寸精度。如果环规通端正好拧进去，而止端拧不进去，说明螺纹精度符合要求，反之就不合格。对于精度要求不高的也可用标准螺母检查（生产中常用），以拧上工件时，是否顺利和松动的感觉来确定。检查有退