浅谈数控车床普通螺纹的加工

浅谈数控车床普通螺纹的加工

在数控车床上可以车削米制、英寸制、模数和径节制四种标准螺纹，无论车削哪一种螺纹，车床主轴与刀具之间必须保持严格的运动关系：即主轴每转一转（即工件转一转），刀具应均匀地移动一个（工件的）导程的距离。

以下通过对普通螺纹的分析，加强对普通螺纹的了解，以便更好的加工普通螺纹。

一、普通螺纹的尺寸分析

数控车床对普通螺纹的加工需要一系列尺寸，普通螺纹加工所需的尺寸计算分析主要包括以下两个方面：

1、螺纹加工前工件直径

考虑螺纹加工牙型的膨胀量，螺纹加工前工件直径D/d－0.1P，即螺纹大径减0.1螺距，一般根据材料变形能力小取比螺纹大径小0.1到0.5。

2、螺纹加工进刀量

螺纹加进刀量可以参考螺纹底径，即螺纹刀最终进刀位置。

螺纹小径为：大径－２倍牙高；牙高=0.54P（P为螺距）

螺纹加工的进刀量应不断减少，具体进刀量根据刀具及工作材料进行选择。二、普通螺纹刀具的装刀与对刀

车刀安装得过高或过低过高，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，造成啃刀现象；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趋向加深，从而把工件抬起，出现啃刀。此时，应及时调整车刀高度，使其刀尖与工件的轴线等高（可利用尾座顶尖对刀）。在粗车和半精车时，刀尖位置比工件的出中心高1％D左右（D表示被加工工件直径）。

工件装夹不牢工件本身的刚性不能承受车削时的切削力，因而产生过大的挠度，改变了车刀与工件的中心高度（工件被抬高了），形成切削深度突增，出现啃刀，此时应把工件装夹牢固，可使用尾座顶尖等，以增加工件刚性。

普通螺纹的对刀方法有试切法对刀和对刀仪自动对刀，可以直接用刀具试切对刀，也可以用G50设置工件零点，用工件移设置工件零点进行对刀。螺纹加工对刀要求不是很高，特别是Z向对刀没有严格的限制，可以根据编程加工要求而定。

三、普通螺纹的编程加工

在目前的数控车床中，螺纹切削一般有三种加工方法：G32直进式切削方法、G 92直进式切削方法和G76斜进式切削方法，由于切削方法的不同，编程方法不同，造成加工误差也不同。我们在操作使用上要仔细分析，争取加工出精度高的零件。

1、G32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来完成，所以加工程序较长；由于刀刃容易磨损，因此加工中要做到勤测量。

2、G92直进式切削方法简化了编程，较G32指令提高了效率。

3、G76斜进式切削方法，由于为单侧刃加工，加工刀刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。

但由于其为单侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易，并且切削深度为递减式。因此，此加工方法一般适用于大螺距螺纹加工。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，此加工方法更为方便。在加工较高精度螺纹时，可采用两刀加工完成，既先用G76加工方法进行粗车，然后用G 32加工方法精车。但要注意刀具起始点要准确，不然容易乱扣，造成零件报废。

4、螺纹加工完成后可以通过观察螺纹牙型判断螺纹质量及时采取措施，当螺纹牙顶未尖时，增加刀的切入量反而会使螺纹大径增大，增大量视材料塑性而定，当牙顶已被削尖时增加刀的切入量则大径成比例减小，根据这一特点要正确对待螺纹的切入量，防止报废。

在机械制造业中采用数控车削的方法加工螺纹是目前常用的方法。与普

通车削相比，螺纹车削的进给速度要高出10倍，螺纹刀片刀尖处的作

用力要高100～1000倍，切削速度较快，切削力较大和作用力聚集围

较窄导致螺纹的加工难度高。笔者通过大量的实验，认为要从刀具的几

何参数、切屑液和程序的编辑3个方面来提高数控车削螺纹的精度。

图1 接头零件(45钢)

1 实例分析

例如加工图1所示零件。

1.选择合理的刀具几何参数

由图1可知该螺纹属于细牙普通螺

纹，选择硬质合金三角形外螺纹车

刀。螺纹车刀的几何形状见图2。

在螺纹刀的两个切削刃上磨出宽

度为0.2～0.4mm的倒棱，其

=5°，由于高速切削螺纹的时候

实际牙型角会扩大，因此刀尖角应

减小30'，磨成59.5°较好。螺纹

图2 螺纹车刀

车刀前、后刀面的表面粗糙度必须

图3 G92直进式切削方法很小，磨刀时一定要正确修整砂轮

图4 G76斜进式切削方法或用油石精研刀具。在安装螺纹车

刀时要尽量减少伸出长度，防止刀杆刚性不够，切削时产生振动。螺纹

车刀安装高度也很讲究，过高或过低都会出现“扎刀” 现象。过高，

则吃刀到一定深度时，后刀面顶住工件，增大摩擦力，造成“扎刀”：

过低，则切屑不易排出，从而把工件顶起，出现“扎刀”现象。正确的

位置是刀尖位置比工件中心高0.1～0.3mm。

2.选择合适的切削液

车削螺纹时，恰当地使用切削液，能降低切削时产生的热量，减少由于温度升高引起的加工误差：能在金属表面形成薄膜，减少刀具与工件的摩擦，并可冲走铁屑，从而降低工件表面粗糙度值，减少刀具磨损。根据实验，加工一般要求螺纹使用水基切削液就可以达到要求，如果精度要求高就必须使用油基切削液，如煤油、植物油等。车床的水箱一般都装水基切削液，那么在加工螺纹时可以使用油枪进行手工润滑就能满足精度要求。

3.对编辑的加工程序合理地进行工艺处理

我校使用的是数控系统-GSK980T，该系统螺纹编程指令有G32、G92、G76。其中G32是简单螺纹切削指令，显然不适合，G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式，G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式，由于切削方法的不同，编程方法不同，造成加工误差也不同。在操作使用上要仔细分析，采用合适的编辑指令才能加工出精度高的零件。

G92和G76的加工误差分析：

a.G92直进式切削方法，如图3所示。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。

b.G76 斜进式切削方法，如图4所示。由于为单侧刃加工，加工

刀刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，