數(shù)車(chē)加工普通多線(xiàn)螺紋的研究

摘 要：以往采用普通車(chē)床加工多線(xiàn)螺紋的工藝過(guò)程比較復(fù)雜，后來(lái)隨著數(shù)控車(chē)床的問(wèn)世，多線(xiàn)螺紋的加工精度和加工效率得到了大大提高，因此數(shù)車(chē)加工普通多線(xiàn)螺紋被廣泛地應(yīng)用到了實(shí)際生產(chǎn)工作當(dāng)中。而在數(shù)車(chē)加工普通多線(xiàn)螺紋的過(guò)程中，某些重要操作環(huán)節(jié)是否合理直接關(guān)系著螺紋加工精度。本文以FANUC數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)車(chē)為例，對(duì)數(shù)車(chē)加工普通多線(xiàn)螺紋的相關(guān)技巧進(jìn)行了研究，希望對(duì)這方面工作有一定助益。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車(chē)床；數(shù)車(chē)；多線(xiàn)螺紋；研究

很多機(jī)械產(chǎn)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(dòng)力及減速運(yùn)動(dòng)。多線(xiàn)螺紋的特點(diǎn)是各螺旋線(xiàn)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(chē)床加工多線(xiàn)螺紋不但過(guò)程復(fù)雜，并且螺紋在分線(xiàn)過(guò)程中極易出現(xiàn)誤差，從而導(dǎo)致加工精度降低。而利用數(shù)車(chē)加工不但可以簡(jiǎn)化加工過(guò)程，提高加工效率，更能夠有效提高加工精度。不過(guò)，數(shù)車(chē)在加工普通多線(xiàn)螺紋的過(guò)程中同樣也面臨著一些問(wèn)題，只有正確地選擇及使用刀具，確定合理的參數(shù)，選用合理的編程指令，才能夠進(jìn)一步提高加工效率和精度。以下筆者就以FANUC數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)車(chē)為例來(lái)談?wù)剶?shù)車(chē)加工普通多線(xiàn)螺紋的相關(guān)技巧。

一、車(chē)刀的選擇及刃磨

（一）車(chē)刀選擇

目前在數(shù)車(chē)加工普通多線(xiàn)螺紋的過(guò)程中，比較常用的螺紋車(chē)刀材質(zhì)主要有兩種，一種是高速鋼，這種材質(zhì)的車(chē)刀比較適用于進(jìn)行塑性材料的車(chē)削；另一種是硬質(zhì)合金，這種材質(zhì)的車(chē)刀比較適用于進(jìn)行脆性材料的車(chē)削。一般對(duì)于45#圓鋼材料來(lái)說(shuō)最宜選用的車(chē)刀是YT15硬質(zhì)合金車(chē)刀，這種車(chē)刀具有較強(qiáng)的通用性，利用它來(lái)進(jìn)行數(shù)車(chē)多線(xiàn)螺紋加工既可以粗加工，也能夠滿(mǎn)足精加工的要求[ 1 ]。

（二）車(chē)刀刃磨

在刃磨方面，高速鋼材質(zhì)的螺紋車(chē)刀的刃磨以選用80#氧化鋁砂輪為佳，磨刀時(shí)壓力應(yīng)比普通車(chē)刀小，為避免刀尖退火，若感到發(fā)熱發(fā)燙應(yīng)及時(shí)以水冷卻。而硬質(zhì)合金材質(zhì)的螺紋車(chē)刀的刃磨應(yīng)注意操作順序，即先粗磨刀頭后部，再刃磨兩側(cè)面，這樣能夠避免刀尖爆裂等問(wèn)題；精磨時(shí)則應(yīng)注意調(diào)節(jié)好壓力，避免因壓力過(guò)大而將刀片震碎，同時(shí)還要避免驟冷驟熱，以免損壞刀片[ 2 ]。

二、螺紋各參數(shù)的確定

（一）解讀標(biāo)注

該螺紋的標(biāo)注參數(shù)如表1所示。

（二）螺紋大徑、中徑及小徑

經(jīng)過(guò)計(jì)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(shí)，需要參考工件及刀具材料的硬度和強(qiáng)度，且每次進(jìn)給背吃刀量應(yīng)依次遞減，這點(diǎn)對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)往往是一個(gè)較大的難點(diǎn)，需要有豐富的經(jīng)驗(yàn)才能夠把握好。2）主軸轉(zhuǎn)速。在對(duì)多線(xiàn)螺紋進(jìn)行車(chē)削時(shí)，其主軸轉(zhuǎn)速會(huì)受很多因素的影響，例如螺距、導(dǎo)程、驅(qū)動(dòng)電機(jī)升降頻特性以及螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等等。不同的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)選擇不同的主軸轉(zhuǎn)速范圍，在實(shí)際生產(chǎn)中，大多數(shù)的數(shù)車(chē)都是選擇n≤1200/P-K的轉(zhuǎn)速，式中P指的是螺距，K指的是保險(xiǎn)系數(shù)。

四、編程指令

（一）編程指令及切削方法

FANUC數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)車(chē)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(jìn)式進(jìn)刀，比較適用于對(duì)螺距<2mm和脆性材料的多線(xiàn)螺紋進(jìn)行加工，其在切削螺紋時(shí)，螺紋刀的刀尖和兩側(cè)刀刃都需要參與切削，并且每次進(jìn)刀均為徑向進(jìn)給；另一種是G76，該指令為斜進(jìn)式進(jìn)刀，比較適用于對(duì)低速車(chē)削螺距>2mm 和塑性材料的多線(xiàn)螺紋進(jìn)行加工，其在切削螺紋時(shí)，螺紋刀既要行徑向進(jìn)給，同時(shí)又要沿走刀方向一側(cè)行軸向微量進(jìn)給[ 3 ]。由于以上兩種螺紋切削指令所對(duì)應(yīng)的切削方法不同，所以其所產(chǎn)生的加工誤差也有所不同。當(dāng)加工大螺距、高精度的多線(xiàn)螺紋時(shí)，可以結(jié)合兩種指令共同進(jìn)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(duì)數(shù)車(chē)進(jìn)行編程時(shí)，首先需要確定第一條螺旋槽的切削起點(diǎn)，而當(dāng)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(diǎn)，使之與第一條軸向相差一個(gè)螺距。即先車(chē)削完第一條螺旋槽，然后更改切削起點(diǎn)的Z軸，再重新執(zhí)行程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)第二條螺旋槽的切削。以此類(lèi)推，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)多線(xiàn)螺紋的車(chē)削。該方法是目前在數(shù)車(chē)加工普通多線(xiàn)螺紋中所普遍采用的方法。

五、螺紋的檢測(cè)

螺紋的中徑?jīng)Q定著其互換性與配合性，因此中徑是檢驗(yàn)精密螺紋合格與否的重要指標(biāo)之一。通常是采用三針?lè)▉?lái)測(cè)量外螺紋的中徑，該方法具有操作簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō)，在利用三針?lè)▉?lái)測(cè)量外螺紋的中徑之時(shí)，首先需要取三根量針?lè)謩e置于螺紋兩側(cè)的螺旋槽內(nèi)，然后再用千分尺測(cè)量?jī)蛇吜酷橅旤c(diǎn)之間的距離，最后再根據(jù)這個(gè)距離來(lái)計(jì)算實(shí)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(shí)際加工中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)螺紋的特點(diǎn)及相關(guān)技術(shù)要求來(lái)合理選擇工藝、編程指令及測(cè)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(zhì)量的多線(xiàn)螺紋產(chǎn)品。

六、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在利用數(shù)車(chē)加工普通多線(xiàn)螺紋之時(shí)，需要注意的問(wèn)題有很多，包括車(chē)刀的選擇及刃磨、螺紋各參數(shù)的確定、切削用量的確定、編程指令、螺紋的檢測(cè)等等，無(wú)論是哪方面問(wèn)題都需要認(rèn)真對(duì)待，從而選擇出最佳的工藝技術(shù)，以提高螺紋加工效率和加工精度。

參考文獻(xiàn)：

[1] 翟永清.數(shù)車(chē)加工普通多線(xiàn)螺紋的研究[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2015，02：99.

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

[3] 李耀貴.數(shù)控車(chē)床多線(xiàn)螺紋加工的探討[J].裝備制造技術(shù)，2010，06：167-168+171.

[4] 楊小英.數(shù)控機(jī)床多線(xiàn)螺紋加工技術(shù)探析[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2012，04：268.

作者簡(jiǎn)介：蔡志蘭（1983-），女，漢族，江蘇常州人，本科，工程師，研究方向：普車(chē)加工、數(shù)車(chē)加工。