數控車教學中多頭螺紋加工方法的探究

馮麗娟

【摘要】數控車床加工螺紋，能大大提高生產效率、保證螺紋加工精度，減輕操作人員的勞動強度，因此螺紋在數控車加工中使用比較廣泛，它也是數控車教學的一個重要環節，但在實習教學中普遍存在如下現象：部分教師和絕大多數學生對螺紋加工感到棘手，特別是在多頭螺紋不僅要保證尺寸精度和形狀精度，而且還要保證幾條螺紋的相互位置精度的車削加工過程中，更加無所適從。筆者通過多年的實習教學中總結一些多線螺紋零件的實際加工步驟和方法，供大家分享。

【關鍵詞】多頭螺紋 循環指令 子程序 數控加工

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）02-0234-02

螺紋上有一條螺旋線的是單頭螺紋，單頭螺紋的螺距和導程相等，有兩條以上螺旋線的是多頭螺紋，螺紋上相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離稱為螺距，同一條螺旋線上相鄰兩牙中徑線上對應兩點間的軸向距離稱為導程。如三頭螺紋導程就是三個螺距，為此，導程與螺距的關系式為L=P×n，式中L指的是螺紋的導程（mm），n指的是螺紋的頭數，p指的是螺距（mm）。多頭螺紋各螺旋槽在軸向是等距分布的，在端面上螺旋線的起點是等角度分布的。在數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，對于有主軸分度功能的數控車床可以采用圓周分線法，不具備主軸分度功能的經濟型數控車床常用軸向分線法，這兩種分線方法在數控車床上加工螺紋都能夠得到較高的分線精度。

一、數控車床加工多頭螺紋編程方法

因系統不同，加工多頭螺紋的方法也不盡相同，有的系統編程時可直接給出螺紋的頭數。有的系統需要給出分頭角度，即第一條螺紋螺旋線切入工件時的切入點，與第二條螺紋螺旋線切入工件時的切入點之間的角度。如雙頭螺紋的分頭角度是360°÷2=180°，三頭螺紋的分頭角度是360°÷3=120°，四頭螺紋的分頭角度是360°÷4=909°如華中世紀星系統用螺紋頭數和分頭角度混合編程，螺紋循環指令為G82，則M30×3/2的螺紋循環：程序為G82 X29.2 Z-50.0 C2 P180 F3，式中C2指螺紋的頭數是2，P180指雙頭螺紋的分頭角度是180°，F3指螺紋的導程是3mm。世紀星系統用G76編程時，取消了螺紋頭數的指令，只需給出分頭角度P即可。

還有一種加工多頭螺紋的方法，適用于任何系統，即加工第二條螺旋線時，螺紋切削的起點向前或向后移動一個螺距的距離。我們可以嚴格按照數控系統規定的螺紋循環指令格式進行編程，如：G32、G92和G76三條指令，不管是什么數控系統都用一種方法來解決，即只要保證加工第二條螺旋線的起點跟加工第一條螺旋線的起點Z方向相差一個螺距就可以，加工2、3、4、5、6……線螺紋道理也是一樣，下面我來舉例說明。

二、加工實例分析

現以GSK980TD車床，加工螺紋M45×8/4為例，說明多頭螺紋的數控加工過程：

（一）圖紙如下

已知螺紋的公稱直徑D=45mm；導程L=8mm；螺距P=2mm；螺紋加工前軸徑=D-0.13p=44.74 mm；螺紋小徑=D-1.0825P=42.835 mm

1.工藝路線

工件伸出卡盤80mm→找正夾緊→ 車端面→粗車外圓→ 精車外圓→切外溝槽→車螺紋→切斷→檢測、校核

2.切削參數

3.基本步驟

開機→回參考點→裝夾工件→安裝刀具→對刀→編程與程序調試→運行程序加工工件→檢測并去除毛刺→完成加工

4.注意事項

1）工件棒料的裝夾。裝夾工件棒料時應使三爪自定心卡盤夾緊工件，并有一定的夾緊長度，棒料的伸出長度應考慮到零件的加工長度及必要的安全距離等，棒料中心線盡量與主軸中心線重合，以防打刀。

2）編程時應考慮螺紋的切入和切出量，以保證螺紋導程的一致性。

3）刀具的裝夾。車刀不能伸出太長；刀尖應與主軸中心等高；螺紋刀裝夾時，應用螺紋樣板進行對中裝夾；切槽刀要裝正，以保證兩副偏角對稱。

（二）參考程序

在上述兩種編程方法中，應用子程序進行編程，程序段數量減少，編程簡化，尤其是在子程序中加入了刀具移動指令后，只需一句調用指令，連續調用4次子程序，使程序更加簡化，應用起來比較方便。上述方法中還有一個共同特點：螺紋加工循環起點定在z，加工完一頭螺紋后刀具都是沿著z軸正方向每次移動一個螺距進行多頭加工的，但也可以把螺紋加工起點定在Z1上，加工完一頭螺紋后，刀具沿z軸負方向移動一個螺距來進行加工。

參考文獻：

[1]數控編程200例.沈建峰主編——北京：中國電力出版社，2008.4

[2]車工工藝與技能訓練.蔣增福主編——高等教育出版社2006.12

[3]數控車削編程與加工技術.謝曉紅主編——北京：電子工業出版社2011. 5. 7