先进制造技术论文

先进制造技术作业

题目：数控车床车削三角螺纹

作者：学院：机械工程学院

专业：机械制造及其自动化

学号：

时间：2012-01-12

数控车床车削三角螺纹

Numerical control lathe cutting triangle threads

（贵州省贵阳市贵州大学机械工程学院550003

Zhengboqiang mechanical and engineering institute Guizhou University 550003）

摘要：本文介绍了简易数控车床车削加工三角螺纹的方法,并以简易数控车床三角螺纹为例,进行探讨分析螺纹加工过程中应注意的问题和解决的方法。

Abstract：This paper introduces the numerical control turning processing in simple lathe triangle thread method, and with simple numerical control lathe triangle thread, for example, analyzes thread processing the problems in the process, and the solving methods.

关键词：数控车削;三角螺纹;数控编程

Key word: The numerical control turning; The triangle thread; CNC programming

1 前言

随着科学技术的发展数控技术已经成为机械加工的主流，普通车床会淡出历史的舞台，简易数控车床车削螺纹相对于用普通车床车削螺纹来说是比较省心的，但我认为要车好高质量的螺纹还是要过好参数工艺关、刀具关、编程关和检测关。特别是对于螺距比较大的螺纹，因为螺距大，在车削时特别容易震刀，加工出来的螺纹粗糙度太差，本文以加工外三角螺纹为例（如图1示），就如何车削出高质量的螺纹与同行进行探讨交流。

2车削螺纹工件的螺纹参数和工艺要求

1、确定螺纹大径、中径、小径。

外螺纹大径（公称直径d ）一般应车得比基本尺寸小0.2~0.4mm（约0.13P），保证车好螺纹后牙顶处有0.125P的宽度（P是螺距）。具体数值应参照基准制来选择，基轴制的值应小些，基孔制则可大些。中径d 2=d-0.6495P，在中径处螺纹牙厚和槽宽相等。小径的计算公式为：d1=d-1.0826P。则在上例中的参数分别是：d =127，d2=124.402，d1=122.669 。

2、螺柱右端面要倒角至螺纹小径，左边加工退刀槽。

3、确定背吃刀量。螺纹切削用量的选择应根据工件材料的螺距大小以及所处的加工位置等因素来决定。前几次的进给用量可大些，以后每次进给切削用量应逐渐减小。切削速度应选低些，粗车时每次切深0.3mm左右，最后留余量0.2mm ；精车时每次切深0.1~0.2mm左右，粗精车的总切深为1.0826P。

3 车刀的选择、刃磨和安装

螺纹车刀的选择主要考虑刀具、形状和几何角度等三个方面。高速钢车刀用于加工塑性（钢件）材料的螺纹工件；白钢刀刃磨螺的纹车刀，适用于加工大螺距的螺纹和精密丝等工件；硬质合金螺纹车刀适用于加工脆性材料（铸铁）和高速切削塑性工件。

车刀的几何角度有三个（1）刀尖角ε应等于牙型角，车削普通三角形螺纹是60°；

（2）前角Υ一般为0°~15°，螺纹车刀的径向前角对牙形角有很大的影响，对精度高的螺纹径向前角可适当取小一些（约0°~5°）；（3）后角α一般为5°~10°，因螺纹升角的影响，两后角大小应该磨成不同，进刀方向一面应稍大一些。但对大直径、小螺距的三角形螺纹，这种影响可忽略不计。刃磨车表刀时要根据粗、精车的要求，刃磨出合理的前、后角。粗车刀前角大，后角小，精车刀则相反。车刀的左右刀刃必须是直线，无崩刃。刀尖角的刃磨比较困难，为保证磨出准确的刀尖角，在刃磨时用螺纹角度样板测量

刀尖角（见图2）。测量时，把刀尖角与样板贴合，对准光源，仔细观察两边贴合的间隙，并以此为依据进行修磨。另外车刀磨损过大时会引起切削力增大，顶弯工件，出现啃刀现象。此时应对车刀加以修磨。

车削螺纹时，为了保证牙形正确，对安装螺纹车刀提出了严格的要求。安装时刀尖高度必须对准工件旋转中心（可根据尾座顶针高度检查），车刀安装得过高，则吃刀到一定深度时，车刀的后刀面顶住工件，增大摩擦力，甚至把工件顶弯，造成啃刀；过低，则切屑不易排出，车刀径向力的方向是工件中心，加上横进丝杠与螺母间隙过大，致使吃刀深度不断自动径向加深，从而把工件抬起，导致啃刀；车刀刀尖角的中心线必须与工件严格垂直，装刀时可用样板来对刀斜（见图3）。如果车刀装歪，就会产生牙形（见图4）；刀头伸出不能太长，一般为20~25mm （约刀杆厚度的1.5倍）。

4 编写程序的方法要求

简易数控车床系统中有G32、G92和G76三个切削螺纹的指令，加工螺纹的进刀方法有直进法（见图5）和斜进法（见图6）。因此在编程过程中不同的切削方法应选用不同的指令。

G32、G92属于直进式切削方法，由于两侧刃同时工作，切削力较大，而且排削困难，因此在切削时，两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差；但是其加工的牙形精度较高，因此一般多用于小螺距螺纹加工。由于其刀具移动切削均靠编程完成，导致加工程序较长，但比较灵活。

G76属于斜进式切削方法，因为是单侧刃加工，所以右边刀刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直；另外，刀尖角一旦发生变化，就会造成牙形精度较差。但这种加工方法的优点是切削深度为递减式，刀具负载较小，排屑容易。故此加工方法适用于大螺距螺纹的加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工况较好，在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法尤其方便。在加工较高精度螺纹时，可用双刀加工，即先用G76加工方法进行粗车，然后用G32加工方法进行精车，但要注意刀具起始点一定要准确，不然容易乱扣，造成零件报废。

另外，在编程中螺纹刀的起点应定在大于2P 处，收尾处要比螺纹长度大一些；粗、精车时螺纹刀的起点应相同；另外，由于切削力较大，所以吃刀量要小，否则可能会因工件移位导致乱扣；加工时主轴转速一般在650r/min ，切削过程中不能变速，否则会乱扣；用G32或G92编程时，可走多一到两次的空刀，以提高螺纹表面的粗糙度等级。车削螺纹时，恰当地使用切削液，也可提高生产率和零件质量。

5 表面粗糙度大原因与解决方法

5.1、表面粗糙度值大的原因：

1、是刀尖产生积屑瘤；

2、是刀柄刚性不够，切削时产生振动；

3、是车刀径向前角太大，中滑板丝杠螺母间隙过大产生扎刀；

4、是高速钢切削螺纹时，切削厚度太小或切屑向倾斜方向排出，拉毛已加工牙侧的表面；

5、是工件刚性差，且切削用量过大；

6、是车刀表面粗糙。