探析数控车床螺纹加工

1、探析数控车床螺纹加工【摘要】探讨利用数控车床加工螺纹的有关问题，帮助学生学会根据实际情况选择合理的螺纹加工方法，来保证螺纹加工精度，提高生产效率。【关键词】中职数控车床螺纹加工一、螺纹的用途和分类机械零部件中有很多螺纹，螺纹用途很广泛，主要是利用它的配合特性来实现连接和传动。螺纹按照不同的形式有不同的分类，按牙型特征可分为三角型螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等；按用途分可分为连接螺纹和传递螺纹；按螺旋线方向可分为右旋螺纹和左旋螺纹；按螺旋的线数的多少可分为单线螺纹和多线螺纹。二、数控车床螺纹加工的工艺分析对简单或要求不严格的零件，可以在粗加工后或是精加工后再车螺纹，而要求高或容易产生变形

2、的零件的螺纹就要放在半精加工和精加工之间车削。不管加工什么工件，在加工前都要制订好合理的加工工艺方案，才能更好地保证工件的精度。工艺方案的不同会直接影响到工件的质量和工作效率，因而在分析图纸后就要为其制定一套最适合的工艺方案。为此可从以下几个方面来分析螺纹加工的工艺方案。1螺纹加工刀具的起始位置螺纹切削起始位置，既是螺纹加工的起点，又是最后返回的终点，为了保证刀具不碰撞到工件，刀具的起始位置必须定义在工件外，但为了保证效率，刀具又必须靠近它，所以刀具的起始位置选择要安全合理。一般情况下在螺纹加工前一步定位X轴方向比螺纹公称直径大3mm左右，Z轴方向比准备加工长度长25mm。加工完螺纹时要进行下

3、一步操作时刀具回到G00起点位置，X轴和Z轴距离要保证有足够换刀的安全距离。螺纹加工刀具的选用和装夹要保证螺纹牙型的精度，在选用和安装螺纹车刀时要特别注意，车刀的刀尖角一定要等于螺纹的牙型角，车刀两侧刃的直线性要好，螺纹粗车时车刀可以允许误差存在，但是精车时车刀的要求相对比较严格。选用哪种材料的车刀就要看工件材料和精度要求，一般数控车床选用硬质合金车刀，硬质合金螺纹车刀的硬度高、耐磨性好、耐高温，但抗冲击能力差。在教学中我们也常使用高速钢螺纹车刀，因为高速钢容易刃磨，切削刃锋利、韧性好，能承受较大的切削冲击力，加工的螺纹表面粗糙度小，也经济实惠。装夹螺纹车刀时，刀尖要对准工件中心，高低不能超过

4、0.2mm,且车刀刀尖角的对称中心线必须与工件轴线垂直，装刀时可用样板来对刀，刀头伸出不要过长，一般为2025mm。车刀的安装好坏对螺纹加工有着明显的影响，安装不当，不但工件的精度不能保证，而且加工中随时都有可能崩刀。螺纹加工车削用量的合理性主轴转速的确定螺纹加工时，在中职学校教学中一般选500r/min左右的主轴转速。当然螺纹加工时具体如何选择主轴的转速，与选取的材料、刀具、螺纹参数、切削方式、车床等多方面因素有关。在材料、刀具和车床相同情况下主轴转速主要由螺纹参数来定，螺距小于2mm的一般用相对低速切削螺纹，螺距大于6mm的一般用相对高速切削螺纹。不管选用什么转速，在加工螺纹过程中都不能改

5、变转速，否则会产生乱齿。走刀次数和背吃刀量的确定螺纹加工中的走刀次数和背吃刀量会直接影响螺纹的加工质量，常用螺纹加工的进给次数与背吃刀量可参考下表，但在加工中具体情况还是要视具体情况来选择。当刀具、材料、螺距等参数发生改变时，进给次数和背吃刀量也要随之改变。在实际加工中粗加工完后要反复测量看是否达到精度要求。三、数控车床螺纹加工的编程选择数控车床螺纹加工比普通车床螺纹加工精度要高，但需要合理的编程才能进行自动化加工。数控车床螺纹加工用不同的编程方法，会造成不同的加工误差，产生不同的加工效率。目前，数控车床一般使用螺纹编程的方法有：直进式切削方法G32和G92,斜进式切削方法G76。由于切削方法

6、的不同，编程方法的不同，会造成不同的加工结果，以下以广州数控GSK980TD为例作详细分析。1直进式螺纹加工方法(如图a)直进式螺纹加工可以用G32和G92指令编程，直进式加工比较容易获得较高精度的牙型，常用于螺距小于3mm的三角形螺纹。圆锥或圆柱螺纹也都可以。从图a可以发现加工刀具两侧同时与工件两侧接触，因而承受的切削力较大，刀刃容易磨损，从而造成螺纹中径产生误差。若切削深度较大，精度就会变差。G32和G92的编程格式是一样的，即G32X(U)_Z(W)_R_F_,G92X(U)_Z(W)_R_F_,都适用于等螺距螺纹加工。两者区别是G32编程不能循环运行，每次加工都要重新定位、进刀、退刀，

7、编程的步骤较为繁琐，而且必须要有退刀槽，不然退尾过程可能会伤及工件；G92编程是单一循环的，编程步骤较为简单，退刀槽的有无不会影响加工。在中职学校教学中大多提倡用G92指令来编程，G92编程容易理解，并且在实训课中加工效率较高，也不容易出错。2.斜进式加工方法(如图b)从图b观察，斜进式加工时刀具单侧刃受力，受力的刀刃面容易损伤和磨损，使刀尖角发生变化，从而导致加工工件的牙形精度较差，螺纹面不正。但由于加工时刀具单侧接触的时间多，且切削深度为递减式，相对来说刀具负载较小，排屑和散热都比较好。因此，斜进式加工一般适用于螺距大于3mm的三角形螺纹。若螺纹精度要求不是很高的情况下，选择斜进式加工比较

8、好。斜进式加工用G76指令编程，G76是复合切削循环指令，编程格式如下：G76P（m）（r）（a）Q（dmin）R（d）；G76X（U）Z（W）R（i）P（k）Q（d）F（I）；这两者必须同时使用，不能分开使用。G76指令可加工带螺纹退尾的直螺纹和锥螺纹，可实现单侧刀刃螺纹切削，吃刀量逐渐减少，有利于保护刀具、提高螺纹精度。在实际生产中，要加工较高精度螺纹时，可采用两种混合式加工完成，先用G76编程进行粗车加工，然后用G92编程进行精车加工，这样既保证了螺纹的精度，又提高了加工的效率，但要注意G76格式较为复杂，参数比较多，理解有一定的难度。同时要注意各参数的合理使用，刀具起始点要准确，不然容

9、易乱扣，造成零件报废。四、数控车床螺纹加工案例这是一份中职考证试题，根据这张图纸的加工工艺要求，最少要有两次装夹才能完成，螺纹部分要在粗车加工后或是精加工后加工。M24X1.5是普通细螺纹，在考证中选用硬质合金刀，材料选用45#钢。根据材料和刀具因素，选取主轴转速为500r/min左右，螺距为1.5。从上表查，可以分4刀次车削加工螺纹，第一刀车削深度为0.8mm，第二刀车削深度为0.6mm,第三刀车削深度为0.4mm,第四刀车削深度为0.16mm。当然粗车后还可以进行精车螺纹。以下分别用G32、G92、G76来编写螺纹粗加工部分的程序。1.用G32指令编写螺纹程序T0101M03S500;（T

10、0101为螺纹车刀，主轴正转，转速为500r/min）G00X23.2Z3;G32Z-20F1.5;（第一次车螺纹，背吃刀量为0.8mm）G00X26;Z3;X22.6;G32Z-20F1.5;（第二次车螺纹，背吃刀量为0.6mm）G00X26;Z3;X22.2;G32Z-20F1.5;（第三次车螺纹，背吃刀量为0.4mm）GOOX26;Z3;X22.04;G32Z-20F1.5;（第四次车螺纹，背吃刀量为0.16mm）GOOX26;X100Z100;M05;M30;2.用G92指令编写螺纹程序T0101M03S500;（T0101为螺纹车刀，主轴正转，转速为500r/min）G00X26Z3;（刀具定位到循环起点）（下转第122页）（上接第115页）;（第一次车螺纹）X22.6;（第二次车螺纹）X22.2;（第三次车螺纹）X22.04;（第四次车螺纹）G00X100Z100;（刀具回换刀点）M05;M30;