使用數(shù)控車床加工多頭螺紋的方法

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廣西紡織工業(yè)學(xué)校盧元黃宏班

分析螺紋零件的基本特征，講解數(shù)控車床加工多頭螺紋的一般方法和步驟。數(shù)控車床多頭螺紋加工方法GA

0450-9889（2023）08B-0118-02

螺紋加工是中職學(xué)校學(xué)生在數(shù)控車床實(shí)操中的必學(xué)內(nèi)容，大多數(shù)學(xué)生對(duì)螺紋加工覺(jué)得難以把握，特別對(duì)加工多頭螺紋，感到難度很大。為了幫助學(xué)生把握多頭螺紋的加工方法，下面以數(shù)控車床加工多頭螺紋的方法，分析螺紋零件特性，講解多頭螺紋的加工方法和步驟。一、螺紋的基本特性

螺紋連接在各行各業(yè)應(yīng)用很普遍。其作用一是作為物體之間的固定連接，例如汽車上輪轂的緊固螺釘；二是用于傳遞動(dòng)力，同時(shí)改變運(yùn)動(dòng)的形式（如旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)），例如數(shù)控車床的水平調(diào)整使用的墊腳千斤頂。依照螺紋剖面形狀的不同，主要分為三角螺紋、梯形螺紋、鋸齒螺紋和矩形螺紋四種。在實(shí)際中，根據(jù)用途不同選用四種中的一種，例如固定連接固定時(shí)選用三角螺紋；傳遞動(dòng)力及改變運(yùn)動(dòng)形式時(shí)選用梯形或矩形螺紋；鋸齒螺紋一般用在特定的場(chǎng)合，如用在單向傳力的場(chǎng)合。二、普通車床加工多頭螺紋的難點(diǎn)

若采用普通車床對(duì)下面零件進(jìn)行多頭螺紋加工（如圖1所示），會(huì)存在以下的加工難點(diǎn)。

1．當(dāng)?shù)谝粭l螺紋車成之后，需要手動(dòng)進(jìn)給小刀架前移一個(gè)螺距，并使用百分表或量塊進(jìn)行確切測(cè)量，使刀尖沿軸向確切移動(dòng)一個(gè)螺距，然后再進(jìn)行下一條螺紋的加工，這樣一個(gè)螺紋一個(gè)螺紋地加工。

2．有些年代比較長(zhǎng)久的車床，由于車床運(yùn)轉(zhuǎn)誤差使得齒輪嚙合相位簡(jiǎn)單產(chǎn)生偏移，這樣在加工中還需要不斷地開(kāi)啟掛輪箱，來(lái)調(diào)整齒輪嚙合相位。3．由于受普通車床從卡盤到刀架之間傳動(dòng)鏈誤差的影響，多頭螺紋的導(dǎo)程和螺距難以達(dá)到很高的精度。

4．加工過(guò)程中，當(dāng)?shù)毒吣p甚至出現(xiàn)打刀時(shí)，需要進(jìn)行換刀。刀具重新定位時(shí)必需確鑿，否則螺紋會(huì)發(fā)生亂牙。

這4個(gè)難點(diǎn)決定了在普通車床上進(jìn)行多頭螺紋加工的難度，它要求操具備高技能水平，這就局限了操的人群數(shù)量。數(shù)控車床沒(méi)有以上難點(diǎn)，一般的技術(shù)工人可以學(xué)會(huì)和把握數(shù)控車床加工多頭螺紋零件的方法。另外，數(shù)控車床在螺紋加工的生產(chǎn)中不但能極大地提高生產(chǎn)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，而且加工精度較高。三、數(shù)控車床加工多頭螺紋的常用方法

使用數(shù)控車床加工多頭螺紋，加工的質(zhì)量和效率均能較好地得到保證。數(shù)控車床加工螺紋一般有兩種加工方法。（一）G92直進(jìn)切削方法格式：G92XZF。

用于加工單行程螺紋，程序繁雜，每次切削深度一般由編程人員給出。（二）G76斜進(jìn)切削方法格式：G76P（m）（a）Q（dmin）R（d）；

G76X（U）Z（W）R（i）P（k）Q（d）F（I）。

它戰(zhàn)勝了指令G92的缺點(diǎn)，可以將工件從坯料到成品螺紋一次性加工完成，切削深度由控制系統(tǒng)來(lái)計(jì)算給出，程序簡(jiǎn)單，可節(jié)省編程時(shí)間。

G76與G92相比，前者較優(yōu)，所以尋常學(xué)生在加工編程中，用G76比較多。四、多頭螺紋加工的工藝實(shí)例分析

現(xiàn)以廣州數(shù)控系統(tǒng)的GSK980TA車床，加工以上圖1的螺紋M28×3／2-5g6g為例，講解多頭螺紋的數(shù)控車床加工過(guò)程。

工件要求：螺紋長(zhǎng)度為28mm，倒角為2×45°，螺牙表面粗糙度為Ra3.2。采用的材料為45#圓鋼坯料。

（一）計(jì)算多頭螺紋的各項(xiàng)尺寸

通過(guò)對(duì)以上圖1分析，螺紋M28×3／2的已知參數(shù)：螺紋的公稱直徑d＝28mm，導(dǎo)程為L(zhǎng)＝3mm，螺距P＝1.5mm，頭數(shù)n＝2mm。

根據(jù)公式可計(jì)算，螺紋小徑d1＝d-1.0825p＝28-1.0825×1.5＝26.376mm，螺紋中徑d2＝d-0.649p＝28-0.649×1.5＝27.026mm。根據(jù)公差帶，由《機(jī)械手冊(cè)》查表得尺寸上偏差為－0.032，下偏差為－0.268，公差為0.236。（二）正確選擇多頭螺紋刀具加工多頭螺紋車刀的種類、材質(zhì)較多，根據(jù)被加工材料合理選用。以加工案例（如圖1所示）零件材料為45號(hào)鋼牌號(hào)為例，對(duì)于45號(hào)圓鋼材質(zhì)，宜選用現(xiàn)代加工用的涂層硬質(zhì)合金成形刀，或者一般的YT15硬質(zhì)合金車刀。涂層硬質(zhì)合金刀具材料具有高溫硬度，摩擦系數(shù)較小，消耗功率小，儉約能源，被加工工件表面的粗糙度值較小，工作效率較高。YT15硬質(zhì)合金沒(méi)有像涂層硬質(zhì)合金這么好，從硬度來(lái)講沒(méi)有這么硬，工件表面的粗糙度值較大，工作效率較低。因此有條件的話最好選擇涂層硬質(zhì)合金。五、多頭螺紋加工方法及程序設(shè)計(jì)

多頭螺紋的編程方法和單頭螺紋編程方法相像，現(xiàn)以加工案例（如圖1所示）為例講解。用GSK980TA系統(tǒng)程序編輯如下：（工件原點(diǎn)設(shè)在右端面中心）程序內(nèi)容程序說(shuō)明O1234

G00X100Z100定位至起刀點(diǎn)

S280M03啟動(dòng)主軸，轉(zhuǎn)速280轉(zhuǎn)/分T0303螺紋車刀

G00X32Z4.5定位至（32，4.5）

G76P020230Q100R0.05G76X26.375Z-28P975Q500F1.5G76螺紋車削循環(huán)加工第一頭螺紋

G00X32Z3定位至（32，3）加工其次頭螺紋

G76P020230Q100R0.05G76X26.376Z-28P975Q500F1.5G76螺紋車削循環(huán)加工第一頭螺紋

G00X100Z100返回刀具起始點(diǎn)T0300M05取消刀補(bǔ)、停主軸M30程序終止

六、多頭螺紋加工的控制因素

在運(yùn)用程序加工多頭螺紋中，要特別注意對(duì)以下問(wèn)題的控制：（1）主軸轉(zhuǎn)速的確定。確定好主軸轉(zhuǎn)速，中途就不能變換，否則會(huì)產(chǎn)生亂牙。（2）表面粗糙度的要求。一般狀況下，螺紋的兩側(cè)牙面最低要求Ra3.2，最高要求Ra1.6。（3）中徑尺寸精度的要求。一般采用三角螺紋公法線測(cè)量，