基于數(shù)控車床GSK980TDB系統(tǒng)的普通螺紋加工技巧

王文武

（閩南理工學(xué)院，福建 石獅 362700）

在數(shù)控車床上可以車削米制、英寸制、模數(shù)和徑節(jié)制四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋，無論車削哪一種螺紋，車床主軸與刀具之間必須保持嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)關(guān)系：即主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)（即工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)），刀具應(yīng)均勻地移動(dòng)一個(gè)（工件的）導(dǎo)程的距離。本文通過對(duì)普通螺紋的加工分析，加強(qiáng)對(duì)普通螺紋的了解，以便更好的加工普通螺紋。

1 普通螺紋的尺寸分析

CNC數(shù)控車床對(duì)螺紋的加工需要一些相關(guān)尺寸，普通螺紋加工所需相關(guān)尺寸的計(jì)算分析主要包含如下兩個(gè)方面。

1.1 螺紋加工前工件直徑

考慮螺紋加工牙型的膨脹量，螺紋加工前工件直徑D=D－0.1P，即螺紋大徑減0.1螺距，一般根據(jù)材料變形能力小取比螺紋大徑小0.1到0.5.

1.2 螺紋加工進(jìn)刀量

螺紋加工進(jìn)刀量可以參考螺紋底徑，即螺紋刀最終進(jìn)刀位置。螺紋小徑為：大徑－2倍牙高；牙高＝0.54P（P為螺距），螺紋加工的進(jìn)刀量應(yīng)不斷減少，具體進(jìn)刀量根據(jù)刀具及工作材料進(jìn)行選擇[1]。

2 普通螺紋刀具的裝刀與對(duì)刀

車刀安裝可能出現(xiàn)過高或過低。當(dāng)過高時(shí)，則切削到一定深度時(shí)，車刀的后刀面會(huì)頂住加工件，增大摩擦力，甚至把加工件頂彎，造成啃刀現(xiàn)象；當(dāng)過低時(shí)，則切削鐵屑不易排出，車刀徑向力的方向是工件中心，加上橫進(jìn)絲杠與螺母間隙過大，導(dǎo)致吃刀深度的不斷自動(dòng)趨向加深，從而把工件頂起，出現(xiàn)啃刀。如出現(xiàn)上述現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)調(diào)整車刀的位置及高度，使刀尖與工件的軸線等高（可利用尾座頂尖來進(jìn)行對(duì)刀）。在粗車和半精車時(shí)，刀尖位置比工件的軸心高1%D左右（D表示被加工件的直徑）[2]。

工件裝夾不牢時(shí)，工件本身的剛性不能承受車削時(shí)的切削力，因而產(chǎn)生過大的撓度，改變了車刀與工件的中心高度（工件被抬高了），形成切削深度突增，出現(xiàn)啃刀，此時(shí)應(yīng)把工件裝夾牢固，可使用尾座頂尖等，以增加工件剛性。

普通螺紋的對(duì)刀方法有試切法對(duì)刀和對(duì)刀儀自動(dòng)對(duì)刀，可以直接用螺紋刀具試切對(duì)刀，也可以用G50設(shè)置工件零點(diǎn)，用工件移動(dòng)來設(shè)置工件零點(diǎn)進(jìn)行對(duì)刀。螺紋加工對(duì)刀要求不是很高，特別是Z向?qū)Φ稕]有嚴(yán)格的限制，可以根據(jù)編程加工要求而定。

3 普通螺紋的編程加工

在目前的數(shù)控車床中，螺紋切削一般有三種加工方法：G32直進(jìn)式切削方法、G92直進(jìn)式切削方法和G76斜進(jìn)式切削方法，由于切削方法及編程方法的不同，造成加工誤差也不同。我們?cè)诓僮魇褂蒙弦屑?xì)分析，爭(zhēng)取加工出高精度的零件[3]。

3.1 G32直進(jìn)式切削

G32直進(jìn)式切削方法，由于車刀的兩側(cè)刀刃同時(shí)工作，切削力較大，且排削相對(duì)困難，因此在加工螺紋時(shí)，兩切削刃容易受損。在加工螺距較大的螺紋時(shí)，由于切削深度較大，致使刀刃磨損較快，從而導(dǎo)致螺紋中徑產(chǎn)生誤差；但由于其加工的牙型精度較高，因此常用于小螺距的螺紋加工。由于其運(yùn)動(dòng)方式均靠程序來控制的，所以該加工程序較長。又因刀刃在切削過程中容易磨損，因此螺紋切削過程中要做到勤觀測(cè)及測(cè)量。

3.2 G92直進(jìn)式切削

G92直進(jìn)式切削方法簡(jiǎn)化了加工程序，較G32指令提高了加工效率。

3.3 G76斜進(jìn)式切削

G76斜進(jìn)式切削方法，由于該加工方式為單側(cè)刃加工，加工刀刃容易受損，使加工的螺紋面不直，刀尖角發(fā)生改變，而造成牙型精度誤差較大。但由于該加工方式為單側(cè)刃工作，刀具承載力較小，排屑較容易，且切削深度為遞減式，因此，此加工方法常用于大螺距的螺紋切削加工。由于該加工方法較容易排屑，刀具的加工工況較理想，在螺紋切削精度要求不高的情況下，此切削方法更為方便。在較高精度要求時(shí)，可采用兩種加工方式來完成，既先用G76斜進(jìn)式切削方法進(jìn)行粗加工，再用G32直進(jìn)式切削方法進(jìn)行精加工。但要注意刀具起始點(diǎn)應(yīng)一致，不然容易切損零件，造成零件報(bào)廢。

螺紋切削完成后可以通過觀察螺紋的牙型來判斷螺紋質(zhì)量，并及時(shí)采取相應(yīng)的措施，當(dāng)螺紋牙頂未尖時(shí)，增加刀的切入量反而會(huì)使螺紋大徑增大，增大量視材料塑性而定，當(dāng)牙頂已被削尖時(shí)增加刀的切入量則大徑成比例減小，根據(jù)這一特點(diǎn)要正確對(duì)待螺紋的切入量，防止零件報(bào)廢[4]。

4 普通螺紋的檢測(cè)

對(duì)于一般標(biāo)準(zhǔn)的螺紋，均采用螺紋環(huán)規(guī)或塞規(guī)來測(cè)量。在檢測(cè)外螺紋時(shí)，當(dāng)螺紋“過端”環(huán)規(guī)正好旋進(jìn)，且“止端”環(huán)規(guī)旋不進(jìn)，則說明該螺紋符合要求，反之則不合格。檢測(cè)內(nèi)螺紋時(shí)，通常采用螺紋塞規(guī)，以檢測(cè)外螺紋相同的方法進(jìn)行。除螺紋環(huán)規(guī)或塞規(guī)測(cè)量外還可以利用其它的工具及量具來進(jìn)行測(cè)量，用螺紋千分尺測(cè)量測(cè)量螺紋中徑，用齒厚游標(biāo)卡尺測(cè)量梯形螺紋中徑牙厚和蝸桿節(jié)徑齒厚，采用量針根據(jù)三針測(cè)量法測(cè)量螺紋中徑，用工具顯微鏡測(cè)量螺紋的中徑、螺距和牙型半角等[5]。

5 結(jié)束語

在生產(chǎn)實(shí)踐中螺紋產(chǎn)生廢品的原因很多，車削過程中不可僅僅應(yīng)用一種方法去車削，而應(yīng)融會(huì)貫通，通過各種檢測(cè)和診斷手段，找出具體的影響因素，采取有效的解決方法，高效率、高精度、高品質(zhì)地完成普通螺紋車削。

[1]張飛霞．基于GSK980TD系統(tǒng)車削梯形螺紋的應(yīng)用研究[J]．北京：新技術(shù)新工藝，2009（12）：90-91．

[2]孫德茂．?dāng)?shù)控機(jī)床車削加工直接編程技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005：18-25．

[3]馮戰(zhàn)雷．?dāng)?shù)控車床編程與操作中技巧的應(yīng)用[J]．北京：金屬加工（冷加工），2011（07）:92-93．

[4]耿國卿．?dāng)?shù)控車床上梯形螺紋的宏程序編程與加工[J].黑龍江：機(jī)械工程師.，2011（04）：48-49．

[5]董宏偉．?dāng)?shù)控車床各種螺紋編程與加工技巧[J]．天津：數(shù)控技術(shù)與應(yīng)用，2011（07）：1-2．