數車加工普通多線螺紋的研究

摘 要：以往采用普通車床加工多線螺紋的工藝過程比較復雜，后來隨著數控車床的問世，多線螺紋的加工精度和加工效率得到了大大提高，因此數車加工普通多線螺紋被廣泛地應用到了實際生產工作當中。而在數車加工普通多線螺紋的過程中，某些重要操作環節是否合理直接關系著螺紋加工精度。本文以FANUC數控系統的數車為例，對數車加工普通多線螺紋的相關技巧進行了研究，希望對這方面工作有一定助益。

關鍵詞：數控車床；數車；多線螺紋；研究

很多機械產品的零件上都帶有螺紋，螺紋的主要作用是連接固定、傳遞動力及減速運動。多線螺紋的特點是各螺旋線均沿軸向等距離分布，而影響螺紋的精度和使用壽命的是最大因素是等距誤差。普通車床加工多線螺紋不但過程復雜，并且螺紋在分線過程中極易出現誤差，從而導致加工精度降低。而利用數車加工不但可以簡化加工過程，提高加工效率，更能夠有效提高加工精度。不過，數車在加工普通多線螺紋的過程中同樣也面臨著一些問題，只有正確地選擇及使用刀具，確定合理的參數，選用合理的編程指令，才能夠進一步提高加工效率和精度。以下筆者就以FANUC數控系統的數車為例來談談數車加工普通多線螺紋的相關技巧。

一、車刀的選擇及刃磨

（一）車刀選擇

目前在數車加工普通多線螺紋的過程中，比較常用的螺紋車刀材質主要有兩種，一種是高速鋼，這種材質的車刀比較適用于進行塑性材料的車削；另一種是硬質合金，這種材質的車刀比較適用于進行脆性材料的車削。一般對于45#圓鋼材料來說最宜選用的車刀是YT15硬質合金車刀，這種車刀具有較強的通用性，利用它來進行數車多線螺紋加工既可以粗加工，也能夠滿足精加工的要求[ 1 ]。

（二）車刀刃磨

在刃磨方面，高速鋼材質的螺紋車刀的刃磨以選用80#氧化鋁砂輪為佳，磨刀時壓力應比普通車刀小，為避免刀尖退火，若感到發熱發燙應及時以水冷卻。而硬質合金材質的螺紋車刀的刃磨應注意操作順序，即先粗磨刀頭后部，再刃磨兩側面，這樣能夠避免刀尖爆裂等問題；精磨時則應注意調節好壓力，避免因壓力過大而將刀片震碎，同時還要避免驟冷驟熱，以免損壞刀片[ 2 ]。

二、螺紋各參數的確定

（一）解讀標注

該螺紋的標注參數如表1所示。

（二）螺紋大徑、中徑及小徑

經過計算和查表得出，螺紋的大徑尺寸=30-0.13×1.5=29.805mm，上偏差為-0.032mm、下偏差為-0.268mm；中徑尺寸=30-0.6495×1.5

=29.026mm，上偏差為-0.032mm，下偏差為-0.182mm；小徑=30-1.3×1.5=28.05mm。

三、切削用量的確定

1）背吃刀量。在確定背吃刀量之時，需要參考工件及刀具材料的硬度和強度，且每次進給背吃刀量應依次遞減，這點對于初學者來說往往是一個較大的難點，需要有豐富的經驗才能夠把握好。2）主軸轉速。在對多線螺紋進行車削時，其主軸轉速會受很多因素的影響，例如螺距、導程、驅動電機升降頻特性以及螺紋插補運算速度等等。不同的數控系統應當選擇不同的主軸轉速范圍，在實際生產中，大多數的數車都是選擇n≤1200/P-K的轉速，式中P指的是螺距，K指的是保險系數。

四、編程指令

（一）編程指令及切削方法

FANUC數控系統的數車比較常用的螺紋切削指令主要有兩種，一種是G92，該指令為直進式進刀，比較適用于對螺距<2mm和脆性材料的多線螺紋進行加工，其在切削螺紋時，螺紋刀的刀尖和兩側刀刃都需要參與切削，并且每次進刀均為徑向進給；另一種是G76，該指令為斜進式進刀，比較適用于對低速車削螺距>2mm 和塑性材料的多線螺紋進行加工，其在切削螺紋時，螺紋刀既要行徑向進給，同時又要沿走刀方向一側行軸向微量進給[ 3 ]。由于以上兩種螺紋切削指令所對應的切削方法不同，所以其所產生的加工誤差也有所不同。當加工大螺距、高精度的多線螺紋時，可以結合兩種指令共同進行編程，即利用G76指令作粗加工，利用G92指令作精加工。

（二）編程

在對數車進行編程時，首先需要確定第一條螺旋槽的切削起點，而當加工完第一條螺旋槽后，再需重新確定第二條螺旋槽的切削起點，使之與第一條軸向相差一個螺距。即先車削完第一條螺旋槽，然后更改切削起點的Z軸，再重新執行程序，實現對第二條螺旋槽的切削。以此類推，即可實現對多線螺紋的車削。該方法是目前在數車加工普通多線螺紋中所普遍采用的方法。

五、螺紋的檢測

螺紋的中徑決定著其互換性與配合性，因此中徑是檢驗精密螺紋合格與否的重要指標之一。通常是采用三針法來測量外螺紋的中徑，該方法具有操作簡單、測量精度高的優點。具體來說，在利用三針法來測量外螺紋的中徑之時，首先需要取三根量針分別置于螺紋兩側的螺旋槽內，然后再用千分尺測量兩邊量針頂點之間的距離，最后再根據這個距離來計算實際螺紋中徑尺寸[ 4 ]。普通螺紋的中徑尺寸=中徑+3×量針直徑-0.866P×螺距。在實際加工中，應當根據螺紋的特點及相關技術要求來合理選擇工藝、編程指令及測量方法，從而最大程度地提高螺紋加工效率和精度，獲得更高質量的多線螺紋產品。

六、結語

綜上所述，在利用數車加工普通多線螺紋之時，需要注意的問題有很多，包括車刀的選擇及刃磨、螺紋各參數的確定、切削用量的確定、編程指令、螺紋的檢測等等，無論是哪方面問題都需要認真對待，從而選擇出最佳的工藝技術，以提高螺紋加工效率和加工精度。

參考文獻：

[1] 翟永清.數車加工普通多線螺紋的研究[J].科技經濟市場，2015，02：99.

[2] 韓醒田.數控車床加工多線螺紋的技巧[J].金屬加工（冷加工），2010，12：71-72.

[3] 李耀貴.數控車床多線螺紋加工的探討[J].裝備制造技術，2010，06：167-168+171.

[4] 楊小英.數控機床多線螺紋加工技術探析[J].數字技術與應用，2012，04：268.

作者簡介：蔡志蘭（1983-），女，漢族，江蘇常州人，本科，工程師，研究方向：普車加工、數車加工。