數(shù)控車削多頭螺紋 （或蝸桿）的精度控制方法

張培彥劉靜靜

（1鄭州旅游職業(yè)學(xué)院 機(jī)電系，鄭州 450009；2河南天泰礦冶安全工程咨詢有限公司，鄭州 450008）

數(shù)控車削多頭螺紋 （或蝸桿）的精度控制方法

張培彥1劉靜靜2

（1鄭州旅游職業(yè)學(xué)院 機(jī)電系，鄭州 450009；2河南天泰礦冶安全工程咨詢有限公司，鄭州 450008）

應(yīng)用數(shù)控車床加工多頭螺紋 （或蝸桿）是目前生產(chǎn)中常用的方法，對(duì)于精度要求較高的多頭螺紋 （或蝸桿）加工，要經(jīng)過粗車和精車兩個(gè)工藝過程，并且要在粗車和精車兩個(gè)工藝過程之間加上測(cè)量環(huán)節(jié)，根據(jù)測(cè)量值進(jìn)行數(shù)控車床的磨耗調(diào)整后再進(jìn)行精加工，就能達(dá)到很高的加工精度。

多頭螺紋；蝸桿；磨耗；精度

利用數(shù)控車床加工螺紋具有編程簡(jiǎn)單，操作方便的特點(diǎn)，能大大提高生產(chǎn)效率、保證螺紋加工精度，減輕操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。但在高精度多頭螺紋的車削加工過程中，不僅要保證多線螺紋 （或蝸桿）的尺寸精度和形狀精度 （每條螺紋的小徑要相等，每條螺紋的牙型角也要相等），而且還要保證幾條螺紋的相互位置精度 （分線精度）。

多頭螺紋 （或蝸桿）各螺旋槽在軸向是等距分布的，在端面上螺旋線的起點(diǎn)是等角度分布的。在數(shù)控車床上加工螺紋分線的方法跟普通車床一樣有軸向分線法和圓周分線法兩種，對(duì)于有主軸分度功能的數(shù)控車床可以采用圓周分線法，不具備主軸分度功能的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床常用軸向分線法，這兩種分線方法在數(shù)控車床上加工螺紋都能夠得到較高的分線精度。

1．?dāng)?shù)控車床加工螺紋常用指令

數(shù)控車床加工螺紋常用G32、G92和G76三條指令。其中指令G32用于加工單頭螺紋，編程任務(wù)重，程序復(fù)雜；而采用指令G92，可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單螺紋切削循環(huán)，使程序編輯大為簡(jiǎn)化，但要求工件坯料事先必須經(jīng)過粗加工。指令G76，克服了指令G92的缺點(diǎn)，可以將工件從坯料到成品螺紋一次性加工完成。且程序簡(jiǎn)捷，可節(jié)省編程時(shí)間。

2．?dāng)?shù)控車床加工多頭螺紋的工藝安排

高精度多頭螺紋的加工不能像加工普通單頭螺紋一樣，利用數(shù)控車床提供螺紋加工指令編程一次加工成型，必須要經(jīng)過粗車和精車兩個(gè)工藝過程，并且要在粗車和精車兩個(gè)工藝過程之間加上測(cè)量環(huán)節(jié)，根據(jù)測(cè)量值進(jìn)行數(shù)控車床的磨耗調(diào)整后再進(jìn)行精加工，這樣才能保證多頭螺紋 （或蝸桿）的尺寸精度和形狀精度。

3．實(shí)例應(yīng)用分析

單頭梯形螺紋的加工方法常采用左右切削法，數(shù)控編程常采用子程序調(diào)用或宏程序編程的方法。對(duì)于雙頭螺紋，當(dāng)?shù)谝粭l螺旋線加工完成后，第二條螺旋線的加工起始位置在Z方向偏移一個(gè)螺距即可，但粗加工兩條螺旋線的時(shí)候一定要在留有一定的精加工余量以便測(cè)量調(diào)整再進(jìn)行精加工。

圖1所示兩條螺旋槽粗車完畢后，應(yīng)用齒厚卡尺測(cè)量，測(cè)量方法是將齒厚卡尺調(diào)到0．5P（P為螺距）的尺寸，測(cè)量A、B、a、b的尺寸。測(cè)量后可能會(huì)出現(xiàn)如下4中情況：

（1） A＞B， a＞b

①A－B＝a－b則需精車第4側(cè)面，在數(shù)控車床Z磨耗值輸入 （a－b），再運(yùn)行第一螺旋槽程序，車去（a－b）， 使 A＝B， a＝b 即可。

②A －B＞a－b，則需先精車第4側(cè)面，方法如上①，使a＝b，再精車第4、1側(cè)面，在數(shù)控車床Z磨耗值分別輸入 （a－b），－（a－b）， 運(yùn)行第一螺旋槽程序分別在第 4、 1側(cè)面車去 （a－b）， 使a＝b， 再精車第4、1側(cè)面，在數(shù)控車床Z磨耗值分別輸入［（A－B）－（a－b）］／2，－［（A－B）－（a－b）］／2， 運(yùn)行第一螺旋槽程序在第4、1側(cè)面分別車去 ［（A－B）－（a－b）］／2， 使 A＝B、 a＝b 即可。

③A－B＜a－b，則先精車第4側(cè)面，在數(shù)控車床Z磨耗值輸入 （A－B），運(yùn)行第一螺旋槽程序車去 （AB），使A＝B，再精車第2、4側(cè)面，在數(shù)控車床Z磨耗值輸入－［（a－b）－（A－B）］／2， 運(yùn)行第二螺旋槽程序， 輸入 ［（a－b）－（A－B）］／2運(yùn)行第一螺旋槽程序， 分別車去 ［（a－b）－（A－B）］／2， 使 A＝B， a＝b即可。

（2） B＞A， b＞a

①B－A＝b－a則需精車第3側(cè)面，在數(shù)控車床Z磨耗值輸入 （b－a）運(yùn)行第二螺旋槽程序車去 （ba）， 使 B＝A、 b＝a即可。

②B－A＞b－a則需先精車第3側(cè)面，用上①所示方法，使a＝b，再精車3、2側(cè)面，在數(shù)控車床Z磨耗值分別輸入－［（B－A）－（b－a）］／2， ［（B－A）－（b－a）］／2運(yùn)行第二螺旋槽程序分別在3、2側(cè)面車去 ［（BA）－（b－a）］／2， 使 B＝A、 b＝a 即可。

③B－A＜b－a則需先精車第3側(cè)面，在數(shù)控車床Z磨耗值輸入 （B－A）運(yùn)行第二螺旋槽程序車去 （BA），使B＝A，再精車3、1側(cè)面，在數(shù)控車床Z磨耗值輸入 ［（b－a）－（B－A）］／2 運(yùn)行第二螺旋槽程序車去 ［（b－a）－（B－A）］／2， 再在數(shù)控車床 Z 磨耗值輸入－［（b－a）－（B－A）］／2 運(yùn)行第一螺旋槽程序車去 ［（b－a）－（B－A）］／2，使 B＝A， b＝a即可。

（3） B＞A， a＞b

①B－A＝a－b則需精車第2側(cè)面，在數(shù)控車床Z磨耗值輸入 （a－b），運(yùn)行第二螺旋槽程序車去 （ab）， 使 B＝A，a＝b 即可。

②B－A＞b－a則需先精車第2側(cè)面，方法如上①，再精車2、3側(cè)面，在數(shù)控車床Z磨耗值分別輸入－［（B－A）－（a－b）］／2， ［（B－A）－（a－b）］／2 運(yùn)行第二螺旋槽程序分別車去 ［（B－A）－（a－b）］／2， 使B＝A， a＝b即可。

③B－A＜a－b，則需先精車第2側(cè)面，在數(shù)控車床Z磨耗值輸入 （B－A）運(yùn)行第二螺旋槽程序車去 （BA），使B＝A，再精車第2、4側(cè)面，在數(shù)控車床Z磨耗值輸入－［（a－b）－（B－A）］／2 運(yùn)行第二螺旋槽程序車去 ［（a－b）－（B－A）］／2， 再在數(shù)控車床 Z 磨耗值輸入 ［（a－b）－（B－A）］／2 運(yùn)行第一螺旋槽程序車去 ［（a－b）－（B－A）］／2， 使 B＝A， a＝b 即可。

（4） A＞B， b＞a

① A－B＝b－a，則需精車第1側(cè)面，在數(shù)控車床Z磨耗值輸入 （b－a），再運(yùn)行第一螺旋槽程序車去（b－a）， 使 A＝B， a＝b 即可。

②A－B＜b－a則需先精車第1側(cè)面，方法如上①，使b＝a，再精車1、4側(cè)面，在數(shù)控車床Z磨耗值分別輸入－［（A－B）－（b－a）］／2， ［（A－B）－（b－a）］／2，運(yùn)行第一螺旋槽程序分別先車去 ［（A－B）－（ba）］／2， 使 A＝B， b＝a即可。

③A－B＜b－a則需精車第1側(cè)面，在數(shù)控車床Z磨耗值輸入 （A－B），運(yùn)行第一螺旋槽程序車去 （AB），使A＝B，再精車第1、3側(cè)面，在數(shù)控車床Z磨耗值輸入－［（b－a）－（A－B）］／2， 運(yùn)行第一螺旋槽程序車去 ［（b－a）－（A－B）］／2，再在數(shù)控車床 Z 磨耗值輸入 ［（b－a）－（A－B）］／2， 運(yùn)行第二螺旋槽程序車去 ［（b－a）－（A－B）］／2， 使 A＝B，b＝a 即可。

以上四種情況全部操作完成后，梯形螺紋的牙型尺寸及基本合格，但梯形螺紋中徑還未合格，這時(shí)只需精車削第一螺旋槽的第1側(cè)面，用公法線千分尺測(cè)量，中經(jīng)合格后，再精車第二螺旋槽的第2側(cè)面，車去的余量與第1側(cè)面一樣，這時(shí)第二條螺旋槽中經(jīng)也合格了，并且A＝B，a＝b，那么這個(gè)雙線梯形螺紋車削就全部完成了。

4．結(jié)束語

應(yīng)用此方法加工的各種多頭螺紋 （或蝸桿）都能達(dá)到很高尺寸精度和形狀精度，而且還能保證幾條螺紋的相互位置精度 （分線精度）。在實(shí)際生產(chǎn)加工精度要求較高的多線螺紋具有方便，實(shí)用，有效的特點(diǎn)。

［1］于暉．多線螺紋快速分線法 ［J］．機(jī)械工人 （冷加工），2002．（10） ．

［2］楊琳．?dāng)?shù)控車床加工工藝與編程 ［M］．北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2005．8

［3］陶勇．淺談多線螺紋 （或蝸桿）的分線方法．［J］．礦山機(jī)械， 2008．（20）

Precision control in CNC turning of multi－start thread or worm

It is a common process to machine multi－start thread or worm with CNC lathe in production．For the multi－start threads （or worm） call for higher accuracy， two turning operations of roughing and finishing must be carried out and a measuring process must be taken place after the roughing．Then， CNC lathe will be regulated for its finish turning based on the measured value．By this way， a higher machining accuracy will be achieved．

Multi－start thread； Worm； Abrasion； Precision