提高數(shù)控車削螺紋精度的方法

　　在機(jī)械制造業(yè)中采用數(shù)控車削的方法加工螺紋是目前常用的方法。與普通車削相比，螺紋車削的進(jìn)給速度要高出10倍，螺紋刀片刀尖處的作用力要高100～1000倍，切削速度較快，切削力較大和作用力聚集范圍較窄導(dǎo)致螺紋的加工難度高。筆者通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為要從刀具的幾何參數(shù)、切屑液和程序的編輯3個(gè)方面來(lái)提高數(shù)控車削螺紋的精度。

圖1接頭零件(45鋼)

圖2螺紋車刀

圖3G92直進(jìn)式切削方法

圖4G76斜進(jìn)式切削方法

　　一、選擇合理的刀具幾何參數(shù)

　　由圖1可知該螺紋屬于細(xì)牙普通螺紋，選擇硬質(zhì)合金三角形外螺紋車刀。螺紋車刀的幾何形狀見(jiàn)圖2。

　　在螺紋刀的兩個(gè)切削刃上磨出寬度為0.2～0.4mm的倒棱，其g=5°，由于高速切削螺紋的時(shí)候?qū)嶋H牙型角會(huì)擴(kuò)大，因此刀尖角應(yīng)減小30'，磨成59.5°較好。螺紋車刀前、后刀面的表面粗糙度必須很小，磨刀時(shí)一定要正確修整砂輪或用油石精研刀具。在安裝螺紋車刀時(shí)要盡量減少伸出長(zhǎng)度，防止刀桿剛性不夠，切削時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。螺紋車刀安裝高度也很講究，過(guò)高或過(guò)低都會(huì)出現(xiàn)“扎刀”現(xiàn)象。過(guò)高，則吃刀到一定深度時(shí)，后刀面頂住工件，增大摩擦力，造成“扎刀”：過(guò)低，則切屑不易排出，從而把工件頂起，出現(xiàn)“扎刀”現(xiàn)象。正確的位置是刀尖位置比工件中心高0.1～0.3mm。

　　二、選擇合適的切削液

　　車削螺紋時(shí)，恰當(dāng)?shù)厥褂们邢饕�，能降低切削時(shí)產(chǎn)生的熱量，減少由于溫度升高引起的加工誤差：能在金屬表面形成薄膜，減少刀具與工件的摩擦，并可沖走鐵屑，從而降低工件表面粗糙度值，減少刀具磨損。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，加工一般要求螺紋使用水基切削液就可以達(dá)到要求，如果精度要求高就必須使用油基切削液，如煤油、植物油等。車床的水箱一般都裝水基切削液，那么在加工螺紋時(shí)可以使用油槍進(jìn)行手工潤(rùn)滑就能滿足精度要求。

　　三、對(duì)編輯的加工程序合理地進(jìn)行工藝處理

　　例如使用廣州數(shù)控系統(tǒng)-GSK980T，該系統(tǒng)螺紋編程指令有G32、G92、G76。其中G32是簡(jiǎn)單螺紋切削指令，顯然不適合，G92螺紋切削循環(huán)采用直進(jìn)式進(jìn)刀方式，G76螺紋切削循環(huán)采用斜進(jìn)式進(jìn)刀方式，由于切削方法的不同，編程方法不同，造成加工誤差也不同。在操作使用上要仔細(xì)分析，采用合適的編輯指令才能加工出精度高的零件。

　　G92和G76的加工誤差分析：

　　G92直進(jìn)式切削方法，如圖3所示。由于兩側(cè)刃同時(shí)工作，切削力較大，而且排削困難，因此在切削時(shí)，兩切削刃容易磨損。在切削螺距較大的螺紋時(shí)，由于切削深度較大，刀刃磨損較快，從而造成螺紋中徑產(chǎn)生誤差：但是其加工的牙形精度較高，因此一般多用于小螺距螺紋加工。

　　G76斜進(jìn)式切削方法，如圖4所示。由于為單側(cè)刃加工，加工刀刃容易損傷和磨損，使加工的螺紋面不直，刀尖角發(fā)生變化，而造成牙形精度較差。但由于其為單側(cè)刃工作，刀具負(fù)載較小，排屑容易，并且切削深度為遞減式。因此，此加工方法一般適用于大螺距螺紋加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工況較好，在螺紋精度要求不高的情況下，此加工方法更為方便。

　　從以上對(duì)比分析可以看出，只簡(jiǎn)單利用一個(gè)指令進(jìn)行車削螺紋是不夠完善的，采用G92、G76混用進(jìn)行編程，即先用G76進(jìn)行螺紋粗加工，再用G92進(jìn)行精加工的方式在螺紋加工中將有兩大優(yōu)點(diǎn)：一方面可以避免因切削量大而產(chǎn)生的變形：另一方面能夠保證螺紋加工的精度。但要注意粗車和精車刀具起始點(diǎn)要一致，不然會(huì)亂扣，造成零件報(bào)廢。

　　根據(jù)以上分析，采用GSK980T數(shù)控系統(tǒng)所編制的螺紋加工程序如下：

　　01234：程序號(hào)

　　……：(省略外圓加工程序)

　　T0303：調(diào)3號(hào)螺紋車刀

　　G00X37.0Z5.0：快速定位螺紋加工起點(diǎn)

　　G76P010160Q25R0.05：用G76螺紋車削循環(huán)指令

　　G76X34.45Z-58.0P775Q350F1.5：粗車M36×1.5螺紋部分

　　G00X37.0Z5.0：快速定位到76螺紋加工起點(diǎn)

　　G92X34.4Z-58.0F1.5：用G92螺紋車削循環(huán)指令

　　X34.376：精車螺紋

　　X34.376：

　　G00X100Z100M05：返回安全點(diǎn)，主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)

　　M30：程序結(jié)束，返回程序起始段