刀具磨耗補償在數車螺紋加工中的應用

摘 要：螺紋加工是數控車削生產中一項最基本，也是難度最大的加工內容。隨著科學技術的發展以及數控車削加工工藝要求的不斷提高，螺紋加工面臨著非常嚴峻的考驗。在實際螺紋加工生產過程中，G代碼編程是一種傳統的加工方法，其螺紋中徑合格率比較低，如果能夠準確掌握并靈活運用刀具磨耗補償方法，不僅能夠有效提高螺紋中徑合格率，還有利于提升螺紋加工生產效率、生產質量。本篇論文主要對數車螺紋加工中刀具磨耗補償應用的相關問題進行了分析與探討。

關鍵詞：刀具磨耗補償；數車螺紋加工；應用

近年來，市場對機械產品的要求不斷提高，不僅要求機械產品具有通用性與靈活性，還需要其具有較高的精度。為有效提高螺紋加工產品的螺紋中徑合格率，可以在數車螺紋加工中靈活運用刀具磨耗補償方法。

1 數車螺紋加工中應用G代碼編程方法的問題

在機械產品中，螺紋零件的種類繁多且比較復雜，三角形螺紋套、三角形螺紋軸具有連接作用，在實際生活中較為常見。傳統數控車削螺紋加工中，應用G代碼編程是一種較為普遍的方法。一般情況下，數控車削螺紋加工所使用的數控車床是FANUC型，所應用的G代碼編程方法主要有三種，第一種螺紋切削指令是固定循環的，其主要用于生產圓柱型螺紋的過程中，具體指令為G92X_Z（W）_F_；第二種螺紋切削指令是單行程的，即G32X（U）_Z（W）_F_；第三種螺紋切削指令是復合循環式的，即G76X（U）_Z（W）_R（i）P（k）Q（△d）F（f）；G76P（m）（r）（a）Q（△d-min）R（d）。上述三種G代碼編程方法均是數控車削螺紋加工方法，在實際應用過程中，一般需要根據降刀次數、進刀次數、螺紋外徑、實際小徑等進行相應的編程，以確保螺紋產品能夠有較為良好的品質。但現實情況卻是，因為受到了刀具磨耗等相關問題的影響，G代碼編程方法在實際應用過程中仍舊存在一些問題，像，中徑合格率低，諸如此類問題的存在既會對螺紋的加工生產帶來一定的不利因素，也會給螺紋零件的實際應用造成了非常大的影響，需要進一步改進與完善。

2 刀具磨耗補償應用的思考

2.1 應用原理探究

螺紋加工中，需要分多次進行螺紋刀加工，從而會對刀具造成一定的磨損，刀具半徑會逐漸變小，利用此類刀具進行生產時，難免會使工件出現一定的誤差，若是其出現的誤差超出公差的要求范圍，就會導致產品無法滿足有關生產標準的要求，進而增加螺紋中徑的不合格率，尤其是在應用FANUC-0i數控系統進行螺紋加工的過程中，這一現象尤為突出。再加上，螺紋加工過程中，螺紋中徑的尺寸也會因為其自身特性、機床精度等所造成的影響，導致加工出的實際尺寸超出了螺紋中徑公差的標準范圍。如果出現這樣的情況，就需要重新編制生產程序，也要對已經加工制作完成的螺紋進行重新修正。操作內容是這樣的：第一步，將刀具磨耗界面打開；第二步，在螺紋刀的X方向上、刀號上等方面輸入相應的磨耗。如果完成上述操作的螺紋零件，其中徑不合格，那么就繼續將磨耗輸入進去，至合格為止。

在螺紋加工時，在螺紋進給量方面，需要保留余量，一般情況下，余量采用△d進行表示，在打開刀具磨耗補償界后，一一輸入△d1、△d2、△d3……等（它們是逐漸降低的關系），至合格為止。

2.2 數車螺紋加工過程中實際應用刀具磨耗補償的分析

在實際應用刀具磨耗補償這一方法進行數車螺紋加工時，第一步就是要對G代碼編程進行一定的調整。一般要在螺紋的直徑方向留出一定的余量。待螺紋加工完成后，需要對其進行進一步檢測，此時所利用的是螺紋通止環規，若是不合格，需要再一次地返回加工。在重新編程后開展磨耗補償加工，首先，要在面板上按下“OFFSET”功能鍵或者選擇“磨耗”軟鍵，之后打開刀具補償界面，點擊“磨耗”，并在G01處輸入相應的數值，然后再按下“磨耗”軟鍵，之后返刀具磨耗補償至程序中的第一行，并使用功能鍵“跳步”，此時，就要在當前的程序下，把循環啟動按鈕開啟，這樣做之后就能夠使其自動地進行加工處理。執行完N40條，N80條就可直接操作，至重新回到換刀點，點擊暫停，之后需要對其進行進一步檢測，此時所利用的是螺紋通止環規，檢測不合格就要繼續運行，至合格為止。

2.3 應用效果

數車螺紋加工過程中，利用FANUC-0i數控系統，且應用刀具磨耗補償方法，可以使操作更加簡單方便，還可以確保將螺紋中徑控制在公差尺寸規定的范圍內，從而在很大程度上提高了螺紋加工合格率。在熟練掌握刀具磨耗補償方法之后，就可以將其靈活應用于別的工件上，像端面的加工、外圓的加工、槽的加工等等。在實際應用過程中，如果在精車后出現超過標準范圍的問題，就可以利用刀具磨耗補償，對其進行進一步的修復，最終使所需要加工的零件達到設計的標準要求。任何事物都有兩面性，刀具磨耗補償不僅有優點，也有不足之處，主要體現在：首先，對加工尺寸比較小的項目來說，其起不到修復效果；其次，刀具磨耗補償方法并不是適用所有刀路的，往往只能在利用等高方式、加工2D與3D形狀的刀路中能夠起到修復作用。

3 結語

綜上所述，數車螺紋加工過程中刀具磨耗補償的靈活與有效應用，有利于提高螺紋中徑合格率，保證加工螺紋中徑尺寸可以滿足相關標準的要求，但仍有一定的缺點，相信隨著科學技術的不斷進步，刀具磨耗補償方法能夠得到進一步改進，為提升螺紋加工生產效率、生產質量提供更大的幫助。

參考文獻：

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作者簡介：

施孝紅（1974-），男，漢族，浙江寧波人，本科，工程師，研究方向：機械加工。