數(shù)控車削螺紋類零件的有效編程方法—以螺紋軸任務(wù)為例
2020-5-18 來源：- 作者：-
摘要：螺紋的編程和加工是機(jī)械制造業(yè)從業(yè)人員必須熟練掌握的一項(xiàng)技能。根據(jù)典型零件螺紋軸的加工實(shí)例，介紹螺紋加工指令的含義及編程格式，并探討指令之間的區(qū)別，然后編寫了螺紋軸的加工程序和注意事項(xiàng)。
關(guān)鍵詞：數(shù)控車削 螺紋 有效 編程 方法
螺紋的編程和加工是數(shù)控車削加工教學(xué)中的一項(xiàng)重要課程，也是數(shù)控車床加工的一項(xiàng)主要內(nèi)容，更是學(xué)生必須要熟練掌握的一項(xiàng)操作技能。因螺紋的種類較多，涉及的加工編程指令和方法不盡相同，本文將以普通外圓柱螺紋軸為例，闡述螺紋類零件的編程方法。
圖 1 螺紋軸
1、螺紋軸任務(wù)
如圖 1 所示，螺紋軸零件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)在其右端面和軸線的交點(diǎn)上，機(jī)床的刀架是前置刀架。外圓柱面與退刀槽均已加工到尺寸要求，分別用 G32、G92、G76 指令編寫螺紋部分的數(shù)控加工程序。
2、任務(wù)實(shí)施
2.1 車削螺紋編程指令
編程指令如表 1 所示。
表 1 編程指令
2.2 確定切削外螺紋的基本參數(shù)
2.2.1 確定背吃刀量和切削次數(shù)
切削螺紋時(shí)，背吃刀量遵循依次遞減的分配原則。加工螺紋時(shí)，背吃刀量和切削次數(shù)可以根據(jù)螺距的大小選擇，如表 2 所示。
表 2 公制螺紋加工切削次數(shù)與背吃刀量（直徑值）
由表 2 可知，本例加工 M24X1.5 普通外螺紋，螺距為1.5mm 的螺紋牙深（半徑值）為 0.974mm，編程是按照直徑方式編程，所以總的切深量是 1.948mm。切削次數(shù)為 4 次，第 1 次背吃刀量為 0.8mm，第 2、3、4 次背吃刀量分別為0.6mm，0.4mm，0.16mm。
2.2.2 確定外螺紋小徑 d1外螺紋小徑 d1可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 d1=d-2h=d-1.3P 來確定，式中，d 為螺紋大徑，mm；h 為螺紋牙深，mm；P 為螺距，mm。對(duì)于本任務(wù)計(jì)算外螺紋小徑 d1=φ22.05mm。
2.2.3 確定每次切削直徑值（X 值）
每次切削直徑值根據(jù)切削次數(shù)和對(duì)應(yīng)的背吃刀量來確定。由上文可知本任務(wù)第一次切削直徑（徑向終點(diǎn)坐標(biāo)）為 X23.2，第二次切削直徑為 X22.6，第三次切削直徑為X22.2，第四次為切削到螺紋小徑值為 X22.05。
2.2.4 確定螺紋起點(diǎn)和終點(diǎn)軸向尺寸（Z 值）
加工過程中為保證螺紋螺距均勻，因此車削時(shí)在螺紋長(zhǎng)度的兩端設(shè)置足夠的升速進(jìn)刀段 δ1和減速退刀段 δ2，其中 δ1可取 2 ～ 5mm，δ2為退刀槽寬度的一半左右，取1 ～ 3mm。本例中取 δ1=3mm、δ2=2mm。
2.2.5 確定主軸轉(zhuǎn)速
螺紋切削時(shí)要選擇較低的主軸轉(zhuǎn)速，來降低刀具的進(jìn)給速度。在實(shí)際教學(xué)中主軸轉(zhuǎn)速一般可按公式 n ≤ 1200/P-80 來確定。式中，P 為螺距，mm；n 為主軸轉(zhuǎn)速，r/min。取P=1.5mm，由公式計(jì)算 n ≤ 720r/min，這里取 n=500r/min。
2.3 編寫數(shù)控加工程序
編寫螺紋部分的加工程序如表 3 所示。
表 3 數(shù)控加工程序單
3 、注意事項(xiàng)
3.1 選擇直徑
刀具的擠壓會(huì)使螺紋大徑變大，因此外圓直徑要比螺紋大徑小些，一般比公稱直徑小 0.1P，P 為螺距。
3.2 選擇起點(diǎn)
使用 G92、G76 指令編程時(shí)需要設(shè)定循環(huán)起點(diǎn)，循環(huán)起點(diǎn)應(yīng)設(shè)在加工螺紋的外部，本例將循環(huán)起點(diǎn)設(shè)在（X28，Z3）位置。
3.3 選擇格式
在 G32、G92、G76 指令編程格式中，F(xiàn) 為導(dǎo)程，不是進(jìn)給量。
3.4 選擇進(jìn)給量
螺紋加工時(shí)主軸旋轉(zhuǎn)一周，螺紋車刀的進(jìn)給量必須等于螺紋的導(dǎo)程，因此螺紋加工過程中主軸轉(zhuǎn)速要保持恒定，并且不使用恒線速度控制功能。
3.5 減小誤差
為保證螺紋加工質(zhì)量，螺紋加工前先設(shè)一定的磨損量，加工完畢后，在用螺紋環(huán)規(guī)、塞規(guī)等進(jìn)行檢測(cè)。
4、結(jié)語
加工普通螺紋可以采用 G32、G92、G76 指令進(jìn)行編程加工。G32 指令加工螺紋時(shí)，刀具的移動(dòng)切削需要通過編程來完成，這會(huì)導(dǎo)致編寫的程序段較多，教學(xué)中不經(jīng)常使用。G76 指令編程效率較高，一般適用大螺距螺紋，在螺紋精度要求不高的情況下，使用較多，本例僅介紹其編程方法。G92 指令簡(jiǎn)化了編程，與 G32 指令相比提高了編程效率，因此應(yīng)用更為廣泛，但 G92 指令受進(jìn)刀方式的影響，螺紋中徑誤差大，加工時(shí)要經(jīng)常檢測(cè)以保證螺紋的加工精度。總之，加工螺紋時(shí)選擇合理的編程指令和加工方法不僅能提高螺紋加工效率，還能保證螺紋的加工質(zhì)量，更能降低生產(chǎn)成本。
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