用G指令車削普通三角形螺紋的方法

秦衛(wèi)偉

（山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030009）

生產(chǎn)實(shí)踐·應(yīng)用技術(shù)

用G指令車削普通三角形螺紋的方法

秦衛(wèi)偉

（山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030009）

闡述數(shù)控車床用G指令車削普通三角形螺紋的兩種方法——低速車削和高速車削。在比較兩種車削螺紋方法的優(yōu)缺點(diǎn)的同時(shí)，探索在數(shù)控車床上用G指令車削普通三角形螺紋的程序和對(duì)應(yīng)的車削工藝，引導(dǎo)出車削普通三角形螺紋的可行之路。

G32指令 G92指令 G76指令 低速車削 高速車削 直進(jìn)法 斜進(jìn)法

1 G32、G92、G76指令車削螺紋的加工誤差解析

用于車削普通三角形螺紋的指令有G32、G92、G76，但車削螺紋時(shí)均會(huì)產(chǎn)生加工誤差。其原因主要有：G32是簡單的螺紋切削指令，程序段冗長，切削方法為直進(jìn)法，在加工過程中切削力比較大，容易產(chǎn)生“扎刀”現(xiàn)象，適用于加工p≤3 mm的小螺距螺紋；G92與G32切削法相同，切削時(shí)由于刀具兩邊刀刃同時(shí)參與切削，在加工過程中刀刃承受的切削力大，產(chǎn)生較大的切削熱，易使刀具磨損，引起工件振動(dòng)，特別是在進(jìn)行大螺距螺紋加工時(shí)，由于背吃刀量大，刀具磨損急劇加快，使得切削螺紋中徑的加工精度無法保證；G76的切削方法為進(jìn)式切削法，一側(cè)刃工作，切削力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，切削力較小，螺紋面不直，精度較差，另外，排屑容易，并且背吃刀量為遞減式，一般適用于加工p≥3mm螺距螺紋的車削場(chǎng)合，適合用于對(duì)螺紋要求不高的情況。

通過分析三種指令車削螺紋產(chǎn)生誤差的原因可看出，只簡單采用某一個(gè)指令是有局限性的，通常先使用G76粗加工，再用G92精加工，以提高加工的精度。但值得注意的是，粗車刀和精車刀分別與起始點(diǎn)的距離要一致，否則會(huì)造成零件廢品。

2 螺紋的低速加工

螺紋的低速加工通常使用高速鋼螺紋車刀。因?yàn)楦咚黉撀菁y車刀適合低速精加工場(chǎng)合，同時(shí)能承受較大的切削力，能保證所要求的加工精度和表面粗糙度。

加工時(shí)，先用粗加工螺紋刀將鋼筋加工至牙深，再用精加工螺紋刀加工螺紋達(dá)到圖紙要求的精度，保證較好的螺紋牙型。螺紋的低速加工常用的方法是直進(jìn)法車削和斜進(jìn)法車削。

2.1 直進(jìn)法車削

直進(jìn)法車削的特點(diǎn)是，加工時(shí)刀具兩邊刀刃同時(shí)切削，雖受力均衡，但刀片散熱較慢，刀具磨損快；每次背吃刀量不能太大，加工得到的螺紋牙型比較準(zhǔn)確，兩側(cè)刃切削面積相同。在車削大螺距螺紋時(shí)切削刃全部切入，切削面積大，容易引起振動(dòng)，散熱差，影響螺紋的加工精度，因此直進(jìn)法一般只適用于小螺距螺紋以及精度要求較高的螺紋的加工。螺紋加工時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況分層切削，多次走刀，每次切削的背吃刀量按遞減規(guī)律計(jì)算（在實(shí)際加工中，螺紋中徑受到車刀尖圓弧半徑、材料的彈性至塑性變形、刃磨精度等影響，螺紋的實(shí)際進(jìn)刀深度按t=0.649 5p計(jì)算）［1］。

2.1.1 G32指令車削方式

例如：加工M24×1的普通螺紋，經(jīng)查表計(jì)算，螺紋大徑編程值為23.89 mm，螺紋小徑編程值為22.7 mm，升速段取值為3mm，降速段取值為2mm，編程零點(diǎn)設(shè)在工件右端面中心，如圖1所示。

圖1 M24×1螺紋軸（單位：mm）

本文的程序以FANUC-0i-TC系統(tǒng)編寫。

以下為用G32單一螺紋加工指令編寫的程序：

以上程序使用G32指令加工，每次進(jìn)刀、退刀都要編寫程序，切削一次要編寫4段程序。對(duì)于大螺距螺紋，切削次數(shù)增多，會(huì)導(dǎo)致程序量加大，占用機(jī)床內(nèi)存加大。

2.1.2 G92指令車削方式

例如：加工M30×1.5的普通螺紋，經(jīng)查表計(jì)算螺紋大徑編程值為29.84 mm，螺紋小徑編程值為28.05 mm。分四次切削，采用直進(jìn)法的進(jìn)刀方式，設(shè)第一刀至第四刀的螺紋切削深度依次為 1.0、0.6、0.25、0.10 mm。編程零點(diǎn)設(shè)在工件右端面中心，如圖2所示。以下為用G92螺紋加工指令編寫的程序：

圖2 M30×1.5螺紋軸

使用G92車削螺紋，程序量簡短，占用機(jī)床內(nèi)存少，大大減小了編程的出錯(cuò)率，保證了螺紋的加工精度，可見G92指令車削方式是加工螺紋常采用的方法。

2.2 斜進(jìn)法

采用斜進(jìn)法車削加工時(shí)，車刀刀刃只有一個(gè)刀刃參與加工。其加工特點(diǎn)是可切削較大螺距（p＞3 mm）螺紋，加工效率高，可減輕加工過程中的振動(dòng)，同時(shí)可改善散熱條件，但加工后的螺紋牙側(cè)表面粗糙度值大，適合于粗加工。在實(shí)際加工螺紋時(shí)，常采用斜進(jìn)法進(jìn)行粗加工，用直進(jìn)法進(jìn)行精加工，以保證螺紋的加工精度和表面粗糙度。例如車削M30× 1.5的外螺紋（如圖2所示），編程時(shí)可以讓車刀在每次下刀的同時(shí)，向左也進(jìn)給一個(gè)長度值，使這個(gè)長度等于向下吃刀量乘以牙型半角的正切值（該長度值也可以用制圖軟件繪制得到）。用G92指令編寫的加工程序如下：

上述程序在使用G92程序的基礎(chǔ)上增加了N14、N18這兩段程序。通過這兩段程序，使得螺紋加工的方式發(fā)生變化，把螺紋加工由雙刀刃切削變成單刀刃切削。但首次和末次進(jìn)刀還是直進(jìn)法切削，為雙刀刃切削，這樣可保證牙型角的準(zhǔn)確性。

螺紋加工復(fù)合循環(huán)G76其進(jìn)刀方法屬于斜進(jìn)法，每刀的切深分配方式由數(shù)控系統(tǒng)按遞減規(guī)律自動(dòng)分配，目的是使每次切削面積接近相等。

下面為使用螺紋復(fù)合循環(huán)指令G76編寫加工M27×1.5普通內(nèi)螺紋（如圖3所示）的程序，以工件右端面中心為編程零點(diǎn)。

程序中P021060的含義為：02表示精加工2次；10為倒角量；60為螺紋牙型角；Q50為最小切深。R-0.1為內(nèi)螺紋精加工余量；X27 Z-34為螺紋切削終點(diǎn)坐標(biāo)；R0為螺紋半徑差；P975為牙型編程高度；Q300為第一刀切削深度；F1.5為螺距［2］。

3 普通三角形螺紋的高速切削

硬質(zhì)合金螺紋車刀是數(shù)控車床上高速切削常用的車刀，其切削速度可達(dá)70 m/min以上。切削時(shí)常采用直進(jìn)法切削。若用斜進(jìn)法切削，能保證切削面積的均衡性以及加工螺紋的表面粗糙度和精度。使用G76指令車削螺紋，螺紋車刀的進(jìn)刀、退刀、背吃刀量、移動(dòng)距離等都準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，控制進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主軸旋轉(zhuǎn)同步；為實(shí)現(xiàn)多次切削的環(huán)節(jié)，要求機(jī)床主軸必須以恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，且必須與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)保持同步。采用G32、G92指令高速切削普通三角形螺紋，車削螺紋的切削面積相等，刀具兩刀刃受力均衡，保證了較好的螺紋牙型。在切削過程中加注充足的切削液，充分改善散熱條件，從而保證螺紋的表面粗糙度和尺寸精度［3］。

以M30×1.5螺紋（如圖4所示）為全例，程序如下：

本程序的關(guān)鍵點(diǎn)體現(xiàn)在刀具的材料、主軸轉(zhuǎn)速及精加工的最后一刀重復(fù)。

用G32、G92、G76高速切削普通三角螺紋同樣實(shí)用。

圖3 M27×1.5內(nèi)螺紋孔（mm）

圖4 M30×1.5螺紋軸（mm）

4 結(jié)語

在生產(chǎn)中注重掌握粗加工和精加工的合理分配以及G32、G92、G76指令的正確采用，完全能夠保證螺紋加工的精度。低速或高速切削普通三角形螺紋G指令使用方法是相同的，對(duì)刀具材料選用得不同，對(duì)機(jī)床的剛性要求也隨之不同。因此，掌握和運(yùn)用數(shù)控系統(tǒng)的功能和指令，不僅能解決生產(chǎn)實(shí)踐中的各種不同類型的螺紋加工問題，而且可以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的使用功效。

［1］ 翟瑞波.數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)例［M］.北京：中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2005.

［2］ 崔元?jiǎng)?，黃榮金.FANUC數(shù)控車削高級(jí)工理實(shí)一體化教程［M］.北京：中國電力出版社，2008.

［3］ 郝繼紅.數(shù)控車削加工技術(shù)［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.

（編輯：胡玉香）The Method of Turning Ordinary Triangular Thread with G Command

Qin Weiwei
（Shanxi Engineering Vocational College，Taiyuan Shanxi 030009）

Low speed cutting and high speed turning，two methods of the numerical control lathe turning ordinary triangular thread with G command，are introduced in this paper.By comparing the strengths and weaknesses of two cutting thread，procedure of regular triangle thread on control lathe with G instruction and corresponding turning technology are explored，and the way of regular triangle thread is guided.

G32 command，G92 command，G76 command，low speed cutting，high speed turning，straight cutting method，oblique cutting method

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2015.06.19

G506

A

1672-1152（2015）06-0054-03

2015-11-04

秦衛(wèi)偉（1982—），男，山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系實(shí)驗(yàn)師。E-mail：375877524@qq.com