螺纹的加工范文

螺纹的加工范文（精选12篇）

螺纹的加工 第1篇

1、铣削螺纹刀具

常见的螺纹铣刀主要有机夹式和整体式两类。机夹式又可分为单齿机夹和多齿机夹两类。

单齿机夹:结构像内螺纹车刀。只有一个螺纹加工齿。一个螺旋运动只能加工一齿。效率底。可加工相同齿形, 任意螺距的螺纹。

多齿机夹:刀刃上有多个螺纹加工齿。刀具螺旋运动一周便可以加工出多个螺纹齿, 加工效率高。刀片更换方便且价可低廉。只能加工与刀片相同齿形螺距的刀片, 以称为定螺距螺纹铣刀。

整体式:刀刃上也有多个螺纹加工齿, 也是一种定螺距螺纹铣刀。刀具由整体硬质合金制成, 刚性好, 能有较高的切削速度和进给速度, 能加工高硬材料。结构紧凑, 能加工中小直径的内螺纹。但价格较贵。

对于目前常见的螺纹的加工, 应根据孔径或直径的大小, 选择相应的刀具。一般情况下, 直径在M6~M20mm之间的螺纹, 通常采用整体式螺纹铣刀攻螺纹的方法加工。直径在M 6 m m以下的螺纹, 在机床上完成基孔加工再通过丝锥攻螺纹。而直径在M20mm以上的螺纹, 可采用机夹可转位螺纹铣刀直接进行铣削。

2、螺纹铣削的工艺

在加工螺纹前, 先要确定螺纹的加工方向。右旋螺纹, 从主轴上方往下看就是一条顺时针螺旋线, 左旋螺纹正好相反。而相应的铣削螺纹的方式也是有区别的。如图1与图2所示, 加工右旋外螺纹刀具从上至下, 加工左旋外螺纹刀具从下至上。与一般轮廓的数控铣削相同, 螺纹铣削开始进刀时也采用切向的切入和切出。并且, 为保证铣刀旋转一周即完成螺纹加工。铣削时应尽量选用刀片宽度大于被加工螺纹长度的铣刀。

3、螺纹铣削的程序编制

对于数控铣床来说, 铣削螺纹主要采用G02/G03圆弧插补指令。一次只能产生一条360度的螺旋线即一个螺距的螺旋线。当要加工720度或更大角度的螺旋线时, 就要重复编写螺旋插补指令, 而且还需要大量的运算, 造成了时间的冗余, 降低了产品生产效率。这个时候就应该设计一个铣削螺纹的宏命令加工程序简化编程及运算。本实例就运用这种宏程序进行实际的加工。

4、螺纹铣削应用实例

在XK5040数控铣床上 (南京第二机床厂生产, 配置FANUC 0i数控系统) 加工图3所示工件的内螺纹, 选用单齿机夹式铣刀。螺纹相关参数为:M20X 1.5、右旋、内螺纹、螺纹底孔直径D为18.38mm (根据经验公式计算得到:底孔直径=公称直径— (1.04~1.08) P, 此处取1.08, 螺纹直径D为20mm、螺纹深度为20mm。

以下是螺纹铣削的程序编制 (孔加工及其他程序略)

O0001 (程序名)

G90 G54 G00 X0 Y0; (程序初始化)

G43 H01 Z50; (刀具长度补偿实现)

M3 S1500; (主轴正转)

#1=0; (工件上表面0点)

#2=1.5; (螺距)

#3=20; (螺纹深度)

#4=0;

WHILE[#4LT#3]DO1; (判定条件)

#1=#1+1; (参数值整数增加)

#4=#1 X#2; (螺距整数倍增加)

G00X0Y0; (刀具起始点)

G01X4.3F150; (下刀起始点)

G02I4.3Z-[#4]; (圆弧插补)

END1; (循环结束)

G00X0Y0; (返回起始点)

Z50; (返回安全高度)

M30; (程序结束)

5、结语

螺纹铣削作为一种螺纹的加工方法, 在生产中也得到广泛应用。本实例通过对铣削螺纹的程序进行改进, 通过宏命令来编写加工程序, 缩短了程序的调试修改时间, 且加工不同类型的螺纹只须改变螺纹参数编程中的几个变量:螺距、螺纹深度及下刀起始点等, 从而大大提高了效率。按照选择好的螺纹铣刀、铣削的刀具轨迹以及具体的程序加工出整个零件。最后对工件进行实际检测, 各项偏差都在精度要求范围内, 完全能满足相关技术要求。在进行数控技能竞赛备战的时刻就可以运用上述方式很轻松的完成铣削螺纹的任务, 且对实际的生产也有很好的指导意义。

参考文献

[1]黄春磊.螺旋插补在数控铣削加工中的应用[M].北京:机械工业出版社, 2009.

[2]谢琪, 邓奕, 彭浩舸.螺纹数控加工方法及技巧[M].上海:上海科学技术出版社, 2006.

[3]张超英.数控编程技术[M].北京:化学工业出版社, 2008.

薄壁螺纹零件的滚压加工工艺 第2篇

通常的方法有绞纹法、滚压成型法、轧制法、挤压法等。

上述方法适于加工大直径壁厚的螺纹管， 但对于加工薄壁不锈钢螺纹管， 不但制造小尺寸的加工工具有困难， 而且成品加工精度也不易保证。

1 滚压加工简介

1.1 加工原理

滚压加工是一种无排屑的加工方法，通过滚动轧入到工件表面的金属，改变表面形状和提高表面强度的一个冷加工方式。

用于加工螺纹滚压工具是通过滚动挤压，由辊轧工具的工作部分轧入工件材料，发生塑性变形便于形成螺纹。

滚压加工是应用一个带螺纹刀的螺纹头，可在工件表面以一定的压力在加工工件上做相对运动，使该零件的金属表面发生塑性变形，加工出圆柱，圆锥状的沟槽和其它表面形状。

通过相关实验分析，辊螺纹刀对管壁材进行辊压时，工件受力点的金属发生晶格变细和纤维形状延伸，表面纤维虽受挤压，但是没有被切断，使金属表面层的结构和性能发生变化。

通过轧辊表面，粗糙度降低，其精度，抗疲劳强度，耐蚀性都具有明显提高。

滚丝轮螺纹升角与工件的上升角度一致，但螺纹方向相反。

在螺距相同的情况下，不同规格的螺纹具有相同的基本牙型，不同是螺纹升角，直径，中径、外径和内径，所以只要使得滚丝轮上螺纹升角和工件螺纹升角完全一样，即可得到我们所需的螺纹。

1.2 工艺难点

(1)如何将滚压头正确安装在车床上。

(2)准确找正滚压前滚压头的中心。

(3)需调整好滚压头的顶开距离，因为很短的退刀槽容易造成撞车现象。

2 滚压加工工艺分析

2.1 案例1分析

图1所示零件是常见的柴油机上的定位螺套，是一种常见的滚压超薄壁零件，工艺采用先加工螺纹后加工内孔，在滚压螺纹时，必须注意内孔变形而引起的螺纹中径变形，同时满足条件零件体内的滚压应力小于或者等于材料的屈服极限。

因此在滚丝机上加工螺纹时，增加一滚压心棒，其结构如图2所示。

手工将零件装进心棒，在不能松动的条件下开始滚压。

在进行滚压的时候，应用支片支架顶住零件使其不发生松动的问题。

滚压后将压套装入心棒，将手柄螺母拧紧，利用螺母的作用把零件取出心棒。

零件和心棒之间的间隙缘故，零件在滚压时，零件内孔将产生变形。

因此在进行滚压薄壁空心螺纹零件时，一般正常滚压的零件毛坯需比滚压前的毛坯直径要小0.02mm。

明显看出采用滚压法加工，不仅提高加工工效，还可以保证零件的精度。

2.2 案例2分析

如图3所示，就是结构简单一个套类零件，由于上面的螺纹致使加工了不能满足要求，通过工件的装夹、刀具几何参数选取、程序的编制等多方面进行改进，寻找出一种方便易操作的加工方法，有效提高零件的精度和加工效率，保证产品的质量。

(1)主要因为是薄壁零件 ，所以主要解决受力、受热、振动时的变形问题，既要考虑装夹方便、可靠，还需考虑如何保证工件在加工时的定位精度，由于零件较薄，刚性不足，容易引起晃动。

(2)螺纹加工部分厚度只有 1.8mm，精度要求较高。

目前市面上的数控系统螺纹编程指令有G32、G92、G76等。

从以上对比可以看出，只简单利用一个指令进行车削螺纹是不够完善的，先用G76进行螺纹粗加工 ，再用 G92进精加工 ，在薄壁螺纹加工中，既可以避免因切削量大而产生薄壁变形，又能够保证螺纹加工的精度。

用联结工装将滚压头和机床尾座连接起来，保证工装滑动自由、无卡涩现象，且保证滚压头的轴线和机床的中心线的同轴度在0.10mm之内， 然后在机床上装夹一较细的圆棒，手摇尾座向前移动，用细圆棒顶开止动螺钉，检验顶开长度和螺纹长度是否一致，防止顶开长度过长导致滚压头和机床卡盘相撞，造成滚压头的损坏。

可以根据需加工的螺栓的规格。

按螺栓中径尺寸试加工，滚压前在零件和滚轮上浇涂冷却液，冷却液一般采用1∶10乳化液、极压填加剂或稀释切削油，然后开始试滚压，接着用符合要求的环规检测检测中径、大径和环规通、止是否合格。

若不达标，可适当调下滚压头刻度，调好紧固后再次进行滚压;或微调车削螺栓中径尺寸重新滚压，一直到符合所需螺纹尺寸的要求。

同时模具选取也很重要，薄壁件的螺纹滚压加工是在外力作用下的旋、挤、拉延成型，变形机理复杂。

模具的选材一般要求具有足够的强度和韧性，淬硬性好，表面具有高的硬度和耐磨性，工艺性好，淬火变形小，过热、脱碳、开裂等敏感性小。

参考文献

[1] 魏军.金属挤压机[M].北京：化学工业出版社，.

内锥管螺纹的铣削加工 第3篇

一、引言

内锥管螺纹在航天，航空、机械和模具的应用越来越来广泛。现代制造中，综合零部件在加工中心上铣削内锥管螺纹可以减少工装次数提高加工效率、精度。如图 1所示的液压连接零件为例介绍内锥管螺纹在加工中心的加工方法与编程。零件具有密封性的内锥管螺纹，要求保证其加工精度，密封性。

图 1液压连接件零件图

技术要求：

（1）未注内倒角 C1，外倒角 C2。

（2）未注公差按 IT10。

材料：铝合金 ZL10。

二、零件分析

我国最常用的的管螺纹主要分为三种有，英制的 55°密封管螺纹、55°非密封管螺纹、美制的 60°密封管螺纹。适用于管子、阀门、管接头、旋塞及其他管跟附件的螺纹联结。55°密封管螺纹和 60°密封管螺纹具有密封性但，常常会受到加工精度和形位公差的影响力，其密封性不可靠，实际应用中一般需要在配合面上施加密封介质，如密封胶带或密封胶等。

三、加工方案分析

1.圆锥管螺纹的分析

60°内锥管螺纹是一种典型的密封性管螺纹。其基本牙型如图 2所示。图中相应的代码如表 1所示。

零件图内的NPT1 1/1 内锥管螺纹通过查GB7306-87《用螺纹密封的管螺纹》和上述图表公式可以得出以下相关数据。NPT1 1/1：（1）螺纹大径 D：41.985mm；（2）螺纹中径 D2：40.218mm；（3）螺纹小径径 D2：38.451mm；（4）每 25.4mm内所包含的螺纹牙数 n：11.5；（5）螺距 P=25.4/n=25.4/11.5=2.209mm；（6）牙型高度 h=0.80 P=0.8×2.209=1.767mm；（7）牙型角 α=60°；（8）60°内管螺纹的锥度为 1 ∶16；（9）内圆锥半角 采用近似法计算，代号取0.0175： =1/16/2/0.0175=1.7857。

2.加工材料分析

零件材料为铸造铝合金 ZL104，其材料具有以下特点。因其工晶体量多，又加入了 Mn，抵消了材料中混入的 Fe有害作用，有较好的铸造性能和优良的气密性、耐蚀性，焊接和切削加工性能也比较好，但耐热性能较差，适合制作形状复杂、尺寸较大的有较大负荷的动力结构件，如增压器壳体、气缸盖，气缸套，液压连接件等零件。其密度 ρ=2.65g·cm3，熔化温度范围 569～ 601℃，20～ 100℃时平均线膨胀系数 21.7μm/（m·K），100℃时比热容 753J/（kg·K），25℃时热导率 147W/（m·K），硬度为 65HB～ 70HB，屈服强度 195Mp，伸长率 1.5%。由上述性能参数可知，铝合金 ZL104材料加工切削性能较好，一般的机床、刀具，和冷却条件都可以满足使用。

3.刀具选用与分析

据铝合金 ZL104上述相关性能，结合工厂现有的刀具。选用 60°镶刀片式钨钢单刃螺纹铣刀 ，回转半径 R=15mm，刀杆半径 13mm，长度约 80mm，刚性良好，如图 3所示。

图3 60°镶刀片式单刃螺纹铣刀

4.加工切削参数分析

单刃螺纹铣刀的切削参数分析，单刃螺纹铣刀用于加工 NPT 内锥管螺纹，加工余量根据整个螺纹牙高来选定切削用量如下。

（1）切削速度 N选择：

其中， vc切削速度查表得 220m/min， D为单刃螺纹铣刀直径。

（2）确定进给量 F：vf=fzzn=0.18×1×2300≈410mm/ min。其中， fz为每齿进绘量，查表得 0.18齿 /min， Z为齿数， n为转速。

（3）背吃刀量确定：结合 NPT 内锥管螺纹螺距 P=2.209mm，牙型高度 h=1.767mm，与一般螺纹加工吃刀量的经验值。确定 NPT 内锥管螺纹平均分 6刀进行加工： ap=h/6=1.767/6≈0.295mm。其中， h为牙型高度，6次为经验值。

5.加工艺确定

零件图上 NPT1 1/1内锥管螺纹加工工艺确定如表 3所示。

四、内锥管螺纹走刀路线分析与编程

1.内锥管螺纹走刀路线设计

加工的螺纹孔为通孔排屑条件好，选择螺纹通孔自上而下的加工方法，加工流程应该：先快速定位到螺纹孔中心→快进到安全平面（即：螺旋进给起始位置高度）→刀具进到空间切入圆弧起点→沿切入圆弧工进到螺纹顶部大径→沿锥螺旋线加工到孔深→沿空间切入圆弧切出→快退到孔中心→返回到返回平面。内锥管螺纹走刀路线如图 4所示。

图 4内锥管螺纹走刀路线

2.内锥管螺纹编程思路

（1）将单刃螺纹刀从螺纹孔加工定位到自上而下走完一刀的过程编写为一个子程序，使程序可以像调用标准循环一样调用，具有通用性。另外考虑到是内锥螺纹孔的螺纹切削的半径一直是变值，所以将程序设计成可传递参数的宏程序。

（2）利用 FANUC系统中圆锥螺旋插补指令完成螺旋插补运动。圆锥螺旋插补指令： 。其中：G17： XY平面；G02/G03：为顺时针圆弧插补 /逆时针圆弧插补指令； X、Y、Z：圆弧终点坐标值； I/J：从圆弧起点相对于圆心位置，在 X/Y轴上的分向量。

在内圆锥管螺纹加工中，实际上是借助 G02或 G03指令完成螺旋进给运动的。但要注意在有锥度的加工中，FANUC系统中有个重要的参数说明：在 FANUC系统中，有一个参数 N0.3410，该参数定义为：在 G02/G03指令中，圆的起始点的半径与终点半径之差的允许极限值。

当加工中圆的起始点与终点在半径方向上的差值一旦超过此值时，系统就发出 P/S报警。在加工锥度螺纹时，由于其在 Z方向进给一个螺距的同时，直径值也会随之变化，其插补的起始点与终点肯定不在同一个圆柱面上，因此在加工内圆锥管螺纹时，首先要根据加工零件锥度的实际尺寸修改 NO.3410的值，或者就设置 0，因为当设定值为 0时，系统就不进行圆弧半径差的检查工作。

3.相关计算

为保证圆锥螺纹切削的完整，走刀路线应长于圆锥面，设定向上高出 0.5mm，向下延长 0.5mm。在不加入刀具半径补偿的情况下通过计算获得相应的起始半径：内锥螺纹相关参数：（1）设螺纹铣刀具实际起始圆弧半径 R2=（0.5tan1.786+D2/2）-R刀 2 =（0.0155+38.451÷2）-15=4.241mm。式中， D2为 NPT1 1/1内锥管螺纹小径，R刀2为螺纹铣刀具半径。（2）设实际走刀至螺纹大径时的半径为 R6，R6 =R2+h=4.241+1.767=6.008mm。为能了让 6次平均切削整除取 R6≈ 6.011mm。（3）在加工 NPT1 1/1内锥管螺纹前镗内锥孔已完成每一次切削，现在分 5次切削，每次切深 0.295mm，以下为 5次定位刀具实际起始圆弧半径值 R3～ R8。其中 R1镗孔已加工出来。

五、结语

由于锥度螺纹的切削半径是变值，所以其数控加工程序的编写是一个难度较大的过程，关键要注意 3点。

（1）建立半径变化规律的表达式是关键，这对编程人员的数学表达能力有较高的要求。

（2）注意螺旋切削起点位置及半径的确定，这要符合锥度变化的规律，同时初始位置的高度要与螺距相匹配。

（3）要注意 FANUC系统中参数 N0.3410的修调，否则加工中会报警。

多线螺纹的车削加工 第4篇

车削多线螺纹是车削螺纹中较难的一个课题,尤其是传统车床。因为在车削过程中,不仅要保证多线螺纹和多线蜗杆的尺寸精度和形状精度(每条螺纹的小径要相等,每条螺纹的牙型角也要相等),而且还要保证几条螺纹的相互位置精度(分线精度)。多线螺纹和在轴向是等距分布的,在端面上螺旋线的起点是等角度分布的。若螺纹分线出现误差,则会直接影响内外螺纹的配合性能,轻则增加不必要的磨损,降低使用寿命。重则造成无法安装,工件报废。

1 相关概念

1.1 螺距p:螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

1.2 导程ph:同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

1.3 牙型角:螺纹在其轴向断面上一个齿两侧齿廓间的夹角。

1.4 螺距与导程的关系:Ph=n P。

2 掌握螺纹常用切削进刀次数和吃刀量

在加工螺纹时了解和掌握由经验得出的螺纹常用切削进刀次数和吃刀量,可以为制订加工工艺、编程打好基础。

常用螺纹切削进刀次数和吃到量(见表1)。

注:表中背吃刀量为半径值,走刀次数和背吃刀量根据工件材料及刀具不同可酌情增减。

3 多线螺纹的分线方法

解决多线螺纹等距分布问题叫分线。如分线误差过大,则车削的多线螺纹螺距不等。造成内外螺纹配合时只有一条或少数几条啮合,显著降低了使用寿命。

3.1 轴向分线法。

当车好一个螺旋槽后,把车刀沿工件轴向移动一个螺距,再车削另一条螺旋槽的分线方法称为轴向分线法。

3.1.1 普通机床:

(1)用小滑板刻度分线法。车刀沿工件轴向移动的距离,可利用小滑板刻度来控制,利用这种方法分线,不需要其它辅助工具就能进行,比较简便,但是分线精度较低,一般在粗车时使用。

(2)用量块分线法。在车削等距精度要求较高的多线螺纹时,可利用量块控制小滑板移动的距离。采用这种方法,首先要在床鞍和小滑板上各装置一个固定挡铁和触头及量块。

采用量块分线,由于量块不能固定在机床上,所以精车时,为了保证分线精度。每次触头与量块接触时紧松应完全保持一致。

(3)用百分表分线法。小滑板移动的距离也可以用百分表来控制。先将磁性百分表固定在床鞍上,百分表的触头及刀架上,找正百分表零位,再将小滑板轴向移动一个使百分表数值等于螺距,就可以达到分线的目的。这种方法既简单又精确,但分线齿距受到百分表量程的限制,一般只在10mm内。

3.1.2 数控机床:

在数控机床用轴向分线法加工多线螺纹非常方便,只需将刀具起始点沿轴移动一个螺距,如FANUC-OT系统采用螺纹循环加工指令G92加工完一条螺旋线后,用G00将刀具起始点沿轴移动一个螺距即可加工第二条,以此类推。

3.2 圆周分度法。

圆周分度法是根据多线螺纹的各条线在圆周等距分布进行分线的。各起始点在端面上相隔的角度为

式中,α—多线螺纹各起点在端面上相隔的角度;n—多线螺纹的线数。

当车好第一条螺旋槽后,使工件与床鞍之间的传动链分离,并把工件转过α角度再接通传动链就可车削另一条螺旋槽,这样依次分线,就可把多线螺纹车好。圆周分线的具体方法又以下几种。

3.2.1 用交换齿轮齿数分线法。

当交换齿轮z1的齿数是螺纹线数的整倍时,就可以用交换齿轮进行分线,分线齿数

用交换齿轮齿数分线虽然比较精确,但是分线数受交换齿轮齿数的限制,另外操作也比较麻烦。所以不宜在成批生产中采用。

3.2.2 用分度插盘分线法。

分线插盘由内螺纹与车床主轴联接,盘上有分精度很高的分度插孔,被加工工件在两端顶尖之间装夹。这种方法的分线精度高,操作方便,是一种理想的分线工具,适合批量生产中采用。

4 多线螺纹加工方法

了解了多线螺纹的分线方法以后,就可以对多线螺纹进行加工。对于传统的机床,分完线后直接据每次进刀量加工第二条,直到完毕。对于数控车床,不同系统有不尽相同的指令,如在FANUC-OTD中,多线螺纹编程功能指令有G32、G92,应用这些功能指令编程加工多线螺纹通常是通过改变螺纹切削起始角或改变螺纹轴向切削其始点两种方法来实现。

4.1 改变螺纹切削初始角

4.1.1 指令格式。G32 X(U)_Z(W)_F_Q_;

X,Z—绝对尺寸编程时螺纹的终点坐标;U,W—增量尺寸编程时螺纹的终点坐标;F—螺纹导程,如果是单线螺纹,则为螺纹的螺距;Q—螺纹起始角,该值为不带小数点的非模态值,即增量为0.001°,如起始角为180°,则Q180000。单线螺纹可以不用指定,此时,该值为0。

4.1.2 应用举例。用G32指令编制如图1所示。

(1)工艺路线分析

a.工件伸出三爪卡盘55mm夹紧;b.车M30×3/2外径;c.车5×1.5;d.车M30×3螺纹(第一个头);e将螺纹刀向左或向右移动1.5mm(分头);f.车M30×3螺纹(第二个头)。

(2)相关编程及编程举例。d1=d-1.08P=30-1.08×1.5(其它计算同上例)

0%(T10为90°正偏刀;T20为切槽刀;刀宽5mm,以左尖刀为基准;T30为60°螺纹刀)

4.2 改变螺纹切削起点加工

4.2.1 指令格式。G92 X(U)_Z(W)_F_;X,Z—绝对尺寸编程时螺纹的终点坐标;U,W—增量尺寸编程时螺纹的终点坐标;F—螺纹导程,如果是单线螺纹,则为螺纹的螺距。

4.2.2 应用举例。用G92指令编制如图2所示,零件上螺纹的加工程序见表2。

结束语

多线螺纹的车削加工关键是轴向分线和周向分度,可采用改变螺纹切削初始角和改变螺纹切削起点进行加工。

参考文献

[1]黄翔,李迎光.数控编程理论技术与运用[M].北京:清华大学出版社,2006.

[2]劳动部教材办公室.车床数字控制[M].北京:中国劳动出版社,1997.

[3]王贵明.数控实用技术[M].北京:机械工业出版社,2000.

[4]王爱玲.现代数控编程技术及应用[M].北京:国防工业出版社,2002.

[5]王爱玲.现代数控原理及控制系统[M].北京:国防工业出版社,2005.

螺纹的加工 第5篇

【摘要】数控车床主要用来加工轴类或盘类的回转零件，利用经济型数控机床加工多头螺纹，是螺纹加工的难点。本文作者通过多年的教学实践，总结多头螺纹的加工要点和操作要领，为职业院校的数控加工实习提供理论依据。

【关键词】数控车床 多头螺纹 加工操作要领在现代工业生产中，利用数控车床加工螺纹，能大大提高生产效率、保证螺纹加工精度，减轻操作工人的劳动强度。但在高职院校的数控车床实习培训教学中普遍存在如下现象：部分教师和绝大多数学生对螺纹加工感到棘手，特别是加工多头螺纹，更加无所适从。下面通过对螺纹零件的实际加工分析，阐述多头螺纹的加工步骤和方法。

一、螺纹的基本特性

在机械制造中，螺纹联接被广泛应用，例如数控车床的的主轴与卡盘的联结，方刀架上螺钉对刀具的紧固，丝杠螺母的传动等。它是在圆柱或圆锥表面上沿着螺旋线所形成的具有规定牙型的连续凸起和沟槽，有外螺纹和内螺纹两种。按照螺纹剖面形状的不同，主要有三角螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹和矩形螺纹四种。按照螺纹的线数不同，又可分为单线螺纹和多线螺纹。在各种机械中，螺纹零件的作用主要有以下几点：一是用于连接、紧固；二是用于传递动力，改变运动形式。三角螺纹常用于连接、紧固；梯形螺纹和矩形螺纹常用于传递动力，改变运动形式。由于用途不同，它们的技术要求和加工方法也不一样

二、加工方法

螺纹的加工，随着科学技术的发展，除采用普通机床加工外，常采用数控机床加工。这样既能减轻加工螺纹的加工难度又能提高工作效率，并且能保证螺纹加工质量。数控机床加工螺纹常用G32、G92和G76三条指令。其中指令G32用于加工单行程螺纹，编程任务重，程序复杂；而采用指令G92，可以实现简单螺纹切削循环，使程序编辑大为简化，但要求工件坯料事先必须经过粗加工。指令G76，克服了指令G92的缺点，可以将工件从坯料到成品螺纹一次性加工完成。且程序简捷，可节省编程时间。

在普通车床上进行多头螺纹车削一直是一个加工难点：当第一条螺纹车成之后，需要手动进给小刀架并用百分表校正，使刀尖沿轴向精确移动一个螺距再加工第二条螺纹；或者打开挂轮箱，调整齿轮啮合相位，再依次加工其余各头螺纹。受普通车床丝杠螺距误差、挂轮箱传动误差、小拖板移动误差等多方面的影响，多头螺纹的导程和螺距难以达到很高的精度。而且，在整个加工过程中，不可避免地存在刀具磨损甚至打刀等问题，一旦换刀，新刀必须精确定位在未完成的那条螺纹线上。这一切都要求操作者具备丰富的经验和高超的技能。然而，在批量生产中，单靠操作者的个人经验和技能是不能保证生产效率和产品质量的。在制造业现代化的今天，高精度数控机床和高性能数控系统的应用使许多普通机床和传统工艺难以控制的精度变得容易实现，而且生产效率和产品质量也得到了很大程度的保证。

三、实例分析

现以FANUC系统的GSK980T车床，加工螺纹M30×3/2-5g6g为例，说明多头螺纹的数控加工过程：

工件要求：螺纹长度为25mm，两头倒角为2×45°、牙表面粗糙度为Ra3.2的螺纹。采用的材料是为45#圆钢坯料，

1.准备工作

通过对加工零件的分析，利用车工手册查找M30×3/2-5g6g的各项基本参数：该工件是导程为3mm纹且螺距为1.5(该参数是查表的重要依据)的双线螺；大径为30，公差带为6g，查得其尺寸上偏差为-0.032、下偏差为-0.268，公差有0.236，公差要求较松；中径为29.026，公差带为5g，查得其尺寸上偏差为-0.032、下偏差为-0.150，公差为0.118，公差要求较紧；小径按照大径减去车削深度确定。螺纹的总背吃刀量ap与螺距的关系按经验公式ap≈0.65P，每次的`背吃刀量按照初精加工及材料来确定。

大径是车削螺纹毛坯外圆的编程依据，中径是螺纹尺寸检测的标准和调试螺纹程序的依据，小径是编制螺纹加工程序的依据。两边留有一定尺寸的车刀退刀槽。

2.正确选择加工刀具

螺纹车刀的种类、材质较多，选择时要根据被加工材料的种类合理选用，材料的牌号要根据不同的加工阶段来确定。对于45#圆钢材质，宜选用YT15硬质合金车刀，该刀具材料既适合于粗加工也适合于精加工，通用性较强，对数控车床加工螺纹而言是比较适合的。另外，还需要考虑螺纹的形状误差与磨制的螺纹车刀的角度、对称度。车削45钢螺纹，刃倾角为10°，主后角为6°，副后角为4°，刀尖角为59°16’，左右刃为直线，而刀尖圆弧半径则由公式R=0.144P确定(其中P为螺距)，刀尖圆角半径很小在磨制时要特别细心。   四、多头螺纹加工方法及程序设计

多头螺纹的编程方法和单头螺纹相似，采用改变切削螺纹初始位置或初始角来实现。假定毛坯已经按要求加工，螺纹车刀为T0303，采用如下两种方法来进行编程加工。

1.用G92指令来加工圆柱型多头螺纹

G92指令是简单螺纹切削循环指令，我们可以利用先加工一个单线螺纹，然后根据多头螺纹的结构特性，在Z轴方向上移过一个螺距，从而实现多头螺纹的加工。程序编辑如图。(工件原点设在右端面中心)

2.用G33指令来加工圆柱型多头螺纹

用G33指令来编程时，除了考虑螺纹导程(F值)外，还要考虑螺纹的头数(P值)来说明螺纹轴向的分度角。

G33 X(U) Z(W) F(E) P

式中：X、Z——绝对尺寸编程的螺纹终点坐标(采用直径编程)。

U、W——增量尺寸编程的螺纹终点坐标(采用直径编程)

F——螺纹的导程

P——螺纹的头数

3.多头螺纹加工的控制因素

在运用程序加工多头中，要特别注意对以下问题的控制：

(1)主轴转速S280的确定。由于数控车床加工螺纹是依靠主轴编码器工作的，主轴编码器对不同导程的螺纹在加工时的主轴转速有一个极限识别要求，要用经验公式S≦1200/P-80来确定(式中P为螺纹的导程)，S不能超过320r/min，故取S280 r/min。

(2)表面粗糙度要求。螺纹加工的最后一刀基本采用重复切削的办法，这样可以获得更光滑的牙表面，达到Ra3.2要求。

(3)批量加工过程控制。对试件切削运行程序之前除按正常要求对刀外，在FANUC数控系统中要设定刀具磨损值在0.3~0.6之间，第一次加工完后用螺纹千分尺进行精密测量并记录数据，将磨损值减少0.2，进行第二次自动加工，并将测量数据记录，以后将磨损补偿值的递减幅度减少并观察它的减幅与中径的减幅的关系，重复进行，直至将中径尺寸调试到公差带的中心为止。在以后的批量加工中，尺寸的变化可以用螺纹环规抽检，并通过更改程序中的X数据，也可以通过调整刀具磨损值进行补偿。

参考文献：

[1]金大鹰.机械制图[M].北京：机械工业出版社，.

[2]刘虹.数控设备与编程[M].北京：机械工业出版社， .

加工中心铣削螺纹 第6篇

关键词：加工中心 铣削螺纹 宏程序

中图分类号：TG547文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）01（c）-0128-01

1 螺纹铣削的原理和优点

铣削螺纹必须选择能实现三轴联动功能的数控铣床或加工中心。三轴联动铣削螺纹，实质是XY平面内加工整圆同时，Z轴每加工一个整圆下降一个螺距。

螺纹铣削的优点：

（1）加工精度、加工效率高

使用三轴联动数控机床进行铣削螺纹加工，它的加工线速度可达80～200 m/min，而且不受材料的影响。

（2）加工表面质量好

由于在螺纹铣削的过程中，主轴高速旋转，背吃刀量较小，并且螺纹铣刀刀刃锋利，铣削时所产生的切削力使铁屑可以快速飞离工件表面，故可以获得较高的表面质量。根据不同进给量，不同转速等铣削参数，也可以人为的控制表面质量的高低。

（3）加工范围广、成本低

同一把螺纹铣刀又即能加工右旋螺纹，也能加工左旋螺纹，即能加工内螺纹，也能加工外螺纹。由于仅有刀尖部分参加铣削，在刀具发生磨损后，仅仅进行更换到头刀块的方式就可以进行再次加工，节约刀具成本。

（4）尺寸精度易保证

在螺纹铣削的过程中，每一把刀都有相应的刀具半径补偿值。在进行加工时可以通过修改刀具补偿值来达到粗加工、半精加工和精加工，获得较好的螺纹尺寸精度、表面质量。

（5）机床的功率要求低

采用丝锥加工螺纹，由于切削速度较低，刀具全部参与切削螺纹，造成切削力较大，对于机床提供的扭矩要求较高。一旦切削速度较高、较低，都易造成丝锥折断。因为螺纹铣削时仅刀尖部分与工件做局部接触，切削力小，铣削螺纹所需的扭矩较小，所需要的机床功率小得多。

（6）刀具折损容易处理

使用丝锥时，由于切削力较大、排屑不畅、磨损等原因易造成丝锥折断，如果是大孔，从工件中将折断的丝锥取出还稍微容易些，如果是小孔则非常麻烦。而采用螺纹铣刀，很少发生刀具折断现象。一旦发生，由于其直径一定小于孔的直径，取出坏刀片也是相对容易。

（7）盲孔加工全尺寸螺纹

传统的丝锥加工螺纹时，由于丝锥在制造时，丝锥底部要负责螺纹的粗加工，所以丝锥的底部在攻丝时，加工出的螺纹牙型较粗。而使用螺纹铣刀进行螺纹铣削时，由于螺纹铣刀的刀片形式，刀尖点与刀杆底部相差不大，这样在进行盲孔加工时，加工出的螺纹是全尺寸。

2 螺纹铣刀的种类

螺纹铣刀分为机夹式和整体式两类

（1）机夹式螺纹铣刀又可以分为单齿机夹和多齿机夹螺纹铣刀

（1）单齿机夹螺纹铣刀：刀具结构同数控内螺纹车刀并且刀片与车刀可通用、互换。

（2）多齿机夹螺纹铣刀（螺纹梳刀）：刀刃上有多个螺纹加工齿，在加工过程中多个刀齿可同时进行螺纹铣削。

（2）整体式螺纹铣刀：刀刃上也有多个螺纹加工齿，是一种固定螺距螺纹铣刀。刀具由整体硬质合金制成，能有较高的切削速度和进给速度，加工范围很广。

3 螺纹铣削举例

加工如图1所示零件，在进行螺纹加工时采用单刃螺纹铣刀进行加工，编制一个通用的宏程序进行螺纹的加工，以提高加工的通用性和提升了螺纹加工效率。

采用螺纹铣刀进行内螺纹的铣削。计算螺纹M30×1.5底孔直径=公称直径-1.0825×螺距=30-1.0825×1.5=28.376 mm通孔，内孔程序略。内螺纹的铣削，编程原点选择在内螺纹孔上平面为Z零点，XY零点在各个内螺纹孔的中心处，利用G52坐标系偏移命令完成4个内螺纹的加工，单个加工内螺纹程序如下：

O0001；（程序名）

M06 T01 G54 G90 G40 M03 S1000 G0 X0 Y0 Z100.；（程序初始化）

Z5.；（快速定位到安全平面）

G01 Z0 F40；（刀具工进到工件表面）

#1=0；（将0赋值于局部变量#1）

N10 #2=#1-1.5；（将#1-1.5赋值于局部变量#2）

G42 G01 X-13.Y1.188 D01；（直线加刀具半径补偿）

G02 X0 Y14.188 R13.；（圆弧切入）

G02 Z[#2] I-14.188；（圆弧导入半径）

#1 = #1-1.5；（计算循环高度）

IF [#1GE-21] GOTO 10；（条件判别语句，如果#1大于-21，则跳转至N10继续执行程序）

G02 X13. Y1.188 R13.；（圆弧切出工件）

G40 G01 X0；（取消刀具半徑补偿）

G00 Z100.；（快速抬刀）

X0 Y0；（刀具回到零位）

M30；（程序结束）

螺纹铣削在机械制造中的应用愈加广泛，技术也日益成熟，这种加工方式表现出了其卓越的加工性能，不单单降低了加工成本，而且大幅度提高了加工效率，为生产制造提供了有力的保障。利用编制通用性强的宏程序进行螺纹的铣削，能使加工螺纹变得更加方便和高效，是螺纹的加工问题迎刃而解。

参考文献

[1]刘培跃，闫志波，王军芬.基于宏程序的螺纹数控铣削加工[J].工具技术，2008（12）：58-59.

数控车床的螺纹加工 第7篇

一、螺纹加工前的准备工作

(一) 螺纹车刀的安装。

1. 螺纹车刀刀尖与车床主轴轴线等高。

2. 螺纹车刀的两刀尖半角的对称中心线与工件轴线垂直, 安装时可以使用螺纹对刀样板来校正螺纹车刀的安装位置。

(二) 螺纹轴向起点和终点尺寸的确定。

在加工螺纹时, 车刀作高速恒定移动, 但实际车削螺纹开始时伺服系统有一个加速过程, 结束前有一个相应的减速过程。在这两个过程中, 螺距得不到有效保证, 故必须设置合理的导入距离δ1和导出距离δ2, 如图1所示。

δ1和δ2的数值与机床拖动系统的动态特性有关, 还与螺纹的螺距和螺纹的精度有关。一般δ1取 (2～3) P, 对大螺距和高精度的螺纹则取较大值;δ2一般取 (1～2) P。

图1螺纹切削的导入、导出距离

(三) 螺纹切削时主轴转速的确定。

由于数控车床加工螺纹是依靠主轴编码器工作的, 主轴编码器对不同导程的螺纹在加工时的主轴转速有一个极限识别要求, 要用经验公式S≤1200/P-80来确定 (式中P为螺纹的导程) , S不能超过320r/min, 故取S280?r/min。同时, 在车削螺纹的过程中, 尽量不要改变主轴转速, 以防车出不完全螺纹

二、螺纹加工指令

Fanuc数控车切削螺纹有3种加工指令:G32、G92、G76, 它们的切削方法和编程方法各不相同。

(一) G32直进式切削方法。

1. 指令格式:

G32X (U) Z (W) F。

2. 指令说明:

X (U) , Z (W) 为螺纹加工终点坐标, F为进给速度, 大小等于螺纹的导程。

3. 指令功能:

该指令可以用于加工固定导程的圆柱螺纹或锥螺纹, 也可用于加工端面螺纹。圆柱螺纹切削加工时, X, U值可以省略;格式为G32?Z (W) F;端面螺纹切削加工时, Z, W值可以省略, 格式为G32X (U) F。

4. 进刀路线:

如图2所示。

图2中A点是螺纹加工的起点, B点是单行程螺纹切削指令G32的起点, C点是单行程螺纹车削指令G32的终点, D点是X向退刀终点。 (1) 是用G00进刀, (2) 是用G32车螺纹, (3) 是G00 X向退刀, (4) 是用G00 Z向退刀

图2 G32进刀路线

(二) G92直进式单一切削循环。

1. 指令格式:

G92 X (U) _Z (W) _R_F_。

2. 指令功能。

切削锥螺纹 (包含圆柱螺纹) , 刀具从循环起点, 按“进刀—切削—退刀—返回”的走刀路线, 最后返回到循环起点。进刀和返回为快速移动, 切削则按F指定的进给速度移动。

3. 指令说明:

X、Z表示螺纹终点坐标值;U、W表示螺纹终点相对循环起点的坐标分量;R表示锥螺纹始点与终点在X轴方向的坐标增量 (半径值) , 圆柱螺纹切削循环时R为零, 可省略;F表示螺纹导程。

(三) G76斜进式切削方法。

1. 指令格式:

G76 P (m) (r) (a) Q (Δdmin) R (d)

G76 X (U) Z (W) R (i) P (k) Q (Δd) F (f)

2. 指令功能。

该螺纹切削循环的工艺性比较合理, 编程效率较高。可以加工带螺尾退尾的锥螺纹和圆柱螺纹, 但是不能用来加工端面螺纹。

3. 指令说明。

m为精车重复次数, 从1～99, 该参数为模态值。r为螺纹尾部倒角量, 该值的大小可设定在0.0L～9.9L之间, 系数应为0.1的整数倍, 用00～99之间的两位数来表示, 其中L为螺距。该参数为模态量。a表示刀尖角度 (螺牙的角度) ?可选择800、600、550、300、290、00等六个, 其中800、600、550、300、290、00应为800、600、550、300、290、00, 用两位整数来表示, 该参数为模态量。

m、r、a同用地址P指定; (例) m=2, r=1.2L, a=600, 表示为P021260。

Δdmin表示最小切削深度, 用半径值指定。车削过程中每次的车削深度为, 当计算小于这个极限值时, 深度锁定为这个值, 该参数为模态量。

i表示锥螺纹的半径差。i=0时, 则为直螺纹。k表示螺纹高度 (X方向半径值) 。Δd表示第一次粗切深 (半径值) 。d表示精加工余量; (例) 0.05mm=R50。f:螺纹导程。

三、螺纹编程

如图3所示, 螺纹外径已车至Φ29.8mm, 4×2的退刀槽已加工, 零件材料为45钢。

图3螺纹加工示例

(一) 采用G32编程。

参考程序:略

(二) 采用G92编程。

参考程序:略

(三) 采用G76编程。

参考程序:略

通过实际编程可以发现, G32为单行程螺纹切削指令, 编程任务量大, 程序较复杂;指令G92可以实现简单螺纹切削循环, 使程序段大为简化;而指令G76为螺纹切削复合循环指令, 它采用斜进法, 克服了指令G32、G92直进的缺点, 且程序简捷, 但编程时计算量大, 一般加工螺距较大的零件时用。

四、螺纹的车削

1.车削螺纹时不能使用恒切削速度功能, 因为恒切削速度车削时, 随着工件直径的减小, 转速会增加, 从而会导致导程产生变动而发生乱牙现象。

2.车削螺纹的途中, 不能按暂停键, 以免发生乱牙现象。螺纹加工是非常普遍的, 这是在数控车削技能中必须掌握的一种技能, 在生产中, 我们要根据实际情况, 灵活选用指令, 才能高效、高质量的加工出螺纹。

摘要：文章对fanuc数控系统车床的三种螺纹加工指令进行比较, 通过实例分析, 找出高质量加工螺纹零件的方法。

关键词：数控车床,螺纹加工,编程

参考文献

数控镗床的螺纹加工研究 第8篇

关键词：数控,镗床,螺纹,加工

引言

随着我国数控技术的高速发展及其在各领域的广泛应用, 尤其是对于高精度机械加工而言, 无疑是一项重要的技术研究工程。数控镗床在螺纹加工方面的方法很多, 根据其应用情况的不同, 我们主要从编程、刀具、应用范围等方面分析数控镗床的螺纹加工。

1 基本研究概述

螺纹加工的常用方法主要有车削、镬削、钳工、滚丝四种, 其中车削用于加工回转体类螺纹;镬削用于非回转体类和高精度孔系类的螺纹;钳工用于加工不宜用机械加工的螺纹;滚丝用于加工大批量标准件。下面我们就螺纹加工的基本理论和概念做具体分析:

螺纹铣刀加工通过螺旋插补指令进行编程, 可以使用同一把刀具加工直径不同的左旋和右旋螺纹, 如果使用单齿螺纹铣刀, 还可以加工不同螺距的螺纹孔.这种方法能有效地突破定尺寸螺纹刀仅能够加工同等规格螺纹的局限。尤其在应用G33螺纹切削指令时, 要注意配置主轴编码器并严格使用定尺寸的螺纹刀。

目前市场上较为先进的螺纹加工方法即是丝锥加工法, 主要有柔性攻丝和刚性攻丝两种加工方式。前者综合应用了丝锥以及弹性攻丝刀, 后者综合应用了丝锥以及弹簧夹头刀柄。

2 数学模型建立

2.1 方案描述

在进行数控镗床的螺纹加工时主要的加工方案有以下几种, 也即螺纹铣削加工、螺纹梳刀加工、主轴转速与进给比例加工以及丝锥攻螺纹加工法。

螺纹铣削的加工综合螺旋线圆弧插补与铣削两种加工方法, 形成螺距一致的螺旋线, 也即螺纹铣削机床的运行轨迹;在切削过程中可实时调整机床的进给量和主轴转速, 而不影响螺距。

螺纹梳刀加工法加工原理类似于数控螺旋线插补方法, 其供需相对简单些, 只需圈螺旋线插补即可完成工序。螺纹梳刀的加工形式主要有整体式和机夹式两种, 且因其开有有多个与螺纹实体尺寸相当的标准螺距槽的刀刃, 可一次性进行多个螺旋线插补。

模仿普通撞床加工方案, 主要利用了主轴转速与进给成比例这一点, 两者加工刀具相同, 也即是硬质合金螺纹撞刀头配粗撞刀杆, 其精准度调整起来较难。在加工过程中, 有较高的技术水平和设备要求;若配置齐全, 还可综合应用多功能旋转切削刀进行镬螺纹、幢孔、切槽、切削平面、幢外圆等螺纹加工工序, 还可以对刀具的径向尺寸进行精确调整, 毋须很高的技术水平。

2.2 各类方案的参数和程序编制方案

根据以上的三种方案描述, 依据具体的情况和需要, 我们构建数控方案表格来比较各方法的应用情况。

2.3 建模程序描述

2.3.1 螺纹铣削数控程序

SIEMENS840D操作系统是螺纹铣削数控程序的重要平台, 在该系统中将G2/G3作为螺旋线插补指令, 达到整数圈时, 以TURN指令结束。数控镗床螺旋线插补方法加工螺纹使用的刀具完全不同于普通卧式幢床加工螺纹。尤其在大批量生产数控幢床时可使用转位内螺纹旋风机夹式铣刀加工螺纹, 一次转位可进行多次切削, 硬质合金刀具, 加快了切削速度, 提高了加工效率。在中批量生产时, 使用可转位单刃铣刀进行加工即可高速高效地完成切削, 而且成本较低。在生产单件或小批量工件时可用硬质合金普通内螺纹镬刀头配粗铿刀杆进行低速低效加工, 成本较低。

2.3.2 螺纹梳刀数控程序

数控镗床螺纹梳刀加工螺纹效率高, 而广泛应用于大批量生产。在程序编制过程中, 为了较好地控制螺纹尺寸, 会以刀具半径值R1来作为主要参数来记录变化数据, 设置坐标系, 计算进给量, 确定主轴旋转速度, 选择G17作为工作平面补偿半径, 顺时针完成插补至螺旋线终点, 逆时针完成至起点。这种加工方法在设备、加工工序与成本方面仍然存在较大局限。

2.3.3 模仿撞床螺纹加工数控程序

在普通撞床加工的基础上, 该加工方法主要通过设置柔性攻螺纹指令完成编程, 注意计算进给量和单位时间主轴转速f=np, 在上述编程的基础上, 将主轴定向SPOS=0, 直至插补完成。

2.3.4 丝锥攻螺纹加工数控程序

丝锥攻螺纹加工主要有刚性攻螺纹和柔性攻螺纹两种, 主要利用G331和G332指令完成编程, 主要控制螺纹深度与对应的螺距, 记录数据直至插补完成, 其间要注意检查刀具的圆跳动误差及各工序平面共面。

刚性攻螺纹数控机床的主轴必须配置有编码器, 以保证主轴的回转和Z轴的进给严格地同步, 即主轴每转一圈, Z轴进给一个螺距.由于机床的硬件保证了主轴和进给轴的同步关系, 因此刀柄使用弹簧夹头刀柄即可, 但弹性夹套建议使用丝锥专用夹套, 以保证扭矩的传递。编程时, 也使用G84代码和M29, 同时S代码与F代码的数值关系是匹配的。R点位置应距离加工表面一定高度, 待主轴到达指令转速后, 再开始加工。

柔性攻螺纹数控机床的主轴的回转和Z轴的进给一般不能够实现严格地同步, 而弹性攻丝刀柄恰好能够弥补这一点, 以弹性变形保证两者的一致, 如果扭矩过大, 就会脱开, 以保护丝锥不断裂.编程时, 使用固定循环指令G84代码, 同时主轴转速S代码与进给速度F代码的数值关系是匹配的.丝锥分为通孔丝锥和盲孔丝锥两种, 区别是通孔从前端排屑, 盲孔从后端排屑.当使用盲孔丝锥时, 丝锥排屑槽的长度必须大于螺纹孔的深度, 盲孔丝锥应导向锥的长度。

3 结语

不同的加工方法使用的加工原理、编程方式、加工刀具和注意的事项会有所不同, 加工过程中需依据实况选择, 如在数控镗床加工高精度螺纹, 使用丝锥攻螺纹加工可以提高加工效率, 减少工具与工装设计并能保证被加工零件的高精度。

参考文献

[1]顾京.数控机床加工程序编制[M].北京:机械丁业出版社, 2002.

数控车床加工螺纹的技巧 第9篇

1 确定螺纹加工尺寸

(1) 外螺纹

车削塑性材料外螺纹时, 零件材料因受车刀挤压而使外径胀大, 因此螺纹部分的零件外径比螺纹的公称直径小0.15～0.25mm, 一般取d1计=d-0.1P (P代表螺纹螺距) 。

(2) 内螺纹

车削内螺纹时, 由于车刀的挤压作用, 内孔直径要缩小, 所以车削内螺纹的底孔直径应大于螺纹小径。一般实际加工时, 底孔直径:钢和塑性材料D1计=D-P;铸铁和脆性材料D1计=D- (1.05～1.1) P。

(3) 牙型高

根据GB/T192-2003普通螺纹基本牙型国家标准规定, 螺纹牙型的高度h1=H-2 (H/6) =0.61343P。

在实际生产中, 为计算方便, 不考虑螺纹车刀的刀尖的影响, 一般取螺纹实际牙型高度h1实=0.6495P, 常取h1实=0.65P。

2 R参数的使用

SIEMENS802S/C数控系统中的螺纹切削循环 (LCYC97) 没有沿螺纹侧的斜进功能或交错进给功能, 如果直接运用LCYC97编程, 无法加工出大螺距螺纹。通过综合运用R参数编程、程序跳转、坐标平移和恒螺距螺纹切削指令, 就可以有效地解决上述不足。

(1) 利用R参数实现斜进法

斜进法即螺纹车刀沿平行牙型一侧的方向进刀, 直至牙底处。采用这种方法, 螺纹车刀始终只有一个侧刃参加切削, 从而使排屑比较顺利, 刀尖的受力和受热情况有所改善, 避免了扎刀现象。

现以图1梯形螺纹为例, 说明该方法的加工过程。

第一刀切削时, 背吃刀量为Δd, 无Z向偏移。

第n刀的背吃刀量, Z向偏移ΔZ=ap×tan15°。

第n刀的累计背吃刀量, 累计Z向偏移, 刀头平行于梯形螺纹牙型右侧斜向进刀。

数控加工程序如下:

(2) 利用R参数实现交错切削法

交错切削法是指当完成一次车削行程后, 车刀向右或向左作微量移动 (俗称借刀) , 再进行下一次螺纹车削行程。借刀的方向可按如下原则确定:车外螺纹时, 大部分余量在顺向一侧切去;车内螺纹时, 为改善刀柄受力变形, 大部分余量在尾座一侧切去。

采用交错切削法车螺纹时, 车刀只有一个面进行车削。刀尖受力小, 受热情况有所改善, 还可相对提高切削用量。

切削时, 背吃刀量ap=0.03mm, 进刀时每次左右移动0.05mm, 刀头左右交错进刀。

仍以图1零件为例, 数控加工程序如下:

3 重新对刀的方法

在螺纹正常切削过程中, 由于某些原因导致刀尖损坏, 车削无法正常进行时, 必须要重新刃磨、安装刀具。重新对刀后如何确定新刀尖位置与初始对刀位置之间的误差, 从而保证不乱牙, 这是一个直接影响螺纹质量的关键问题。

在普通车床上, 重新对刀可以通过手工操作来直接完成。在数控车床上, 由于无法通过手工操作来准确调整刀尖位置, 使其与初始对刀位置重合, 可以使用刀具长度补偿或坐标平移指令来完成重新对刀。具体操作原理见表1所示。

在实际操作时, 由于一个刀补号只能存放一组刀具长度补偿数据, 因此重新对刀的具体操作步骤是:

(1) 将初始对刀位置的补偿值记录下来;

(2) 用手动试切对刀法, 确定重新安装刀具后的长度补偿数值;

(3) 按表1中补偿量的计算公式, 计算确定补偿量 (注意区分正负号) ;

(4) 将补偿量输入刀具长度的“磨损量”栏中。

(5) 在程序中使用G158 X= (X2-X1) /2 Z= (Z2-Z1) 指令对工件坐标系进行平移;

(6) 调用原程序重新加工螺纹。

需要注意的是, 这种方法只是在重新装刀后采取的补救措施, 它的实际效果与机床精度、操作者对刀精度有密切关系。

摘要：在数控车床上加工螺纹, 虽然与普通车床加工螺纹的原理相同, 但由于数控车床的自身特点, 在实际操作中有许多特殊之处。文中结合数控车床操作实践, 总结了数控车削螺纹的编程和操作技巧。

关键词：数控,螺纹,技巧

参考文献

[1]彭德荫.车工工艺与技能训练[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2001.

[2]沈建峰.数控车床编程与操作实训 (SIEMENS系统和FANUC系统) [M].北京:国防工业出版社, 2005.

[3]姜慧芳.数控车削加工技术[M].北京:北京理工大学出版社, 2006.

提高薄壁螺纹加工精度的方法 第10篇

关键词：螺纹加工,薄壁零件,加工,精度

我校近来接到一批外加工零件, 结构简单, 就是一个套类零件 (如图1) , 上面有一段螺纹但加工起来总也满足不了要求, 通过不断改进方法, 从工件的装夹、刀具几何参数、程序的编制等方面进行综合考虑, 找出一种简单易行的加工方法。有效提高了零件的精度, 保证了产品的质量。

一、分析工件特点

从零件图样要求及材料来看, 加工此零件的难度主要有两点:

(1) 主要因为是薄壁零件, 所以主要解决变形问题, 即受力、受热、振动时变形的解决。

零件的单边厚度仅有2mm, 材料为45#钢, 既要考虑如何保证工件在加工时的定位精度, 又要考虑装夹方便、可靠, 但此零件较薄, 刚性不足, 容易引起晃动, 因此采用三爪卡盘夹持毛坯, 一次装夹完成。加工时加充分冷却液。

(2) 螺纹加工部分厚度只有2mm, 而且精度要求较高。

目前华中数控系统螺纹编程指令有G32、G82、G76。G32是简单螺纹切削, 显然不适合;G82螺纹切削循环采用直进式进刀方式, 如图2所示, 刀具两侧刃同时切削工件, 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。但由于其加工的牙形精度较高;G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式, 如图3所示, 单侧刀刃切削工件, 刀刃容易损伤和磨损, 但加工的螺纹面不直, 刀尖角发生变化, 而造成牙形精度较差。

从以上对比可以看出, 只简单利用一个指令进行车削螺纹是不够完善的, 采用G82、G76混用进行编程, 即先用G76进行螺纹粗加工, 再用G82进精加工, 在薄壁螺纹加工中, 将有两大优点:一方面可以避免因切削量大而产生薄壁变形, 另一方面能够保证螺纹加工的精度。

二、合理选择刀具

(1) 内镗孔刀采用机夹刀, 缩短换刀时间, 无须刃磨刀具, 具有较好的刚性, 能减少振动变形和防止产生振纹; (2) 外圆粗、精车均选用硬质合金90°车刀; (3) 螺纹刀选用机夹刀, 刀尖角度标准, 磨损时易于更换。 (4) 切刀采用机夹刀, 刀具长25mm。

三、分析工艺过程

1. 加工步骤

(1) 装夹毛坯45mm长, 平端面至加工要求; (2) 用Φ18钻头钻通孔, 粗、精加工Φ21通孔; (3) 粗、精加工Φ48外圆, 加工长度大于3mm至尺寸要求; (4) 加工螺纹外圆尺寸至Φ23.805; (5) 利用G76、G92混合编程进行螺纹加工; (6) 切断工件, 控制总长尺寸35mm; (7) 完成加工。

2. 切削用量

(1) 内孔粗车时, 主轴转速每分钟600转, 进给速度F0.3, 留精车余量0.2~0.3mm。 (2) 内孔精车时, 主轴转速每分钟1200转, 为取得较好的表面粗糙度选用较低的进给速度F0.1, 采用一次走刀加工完成。 (3) 外圆粗车时, 主轴转速每分钟1 100转, 进给速度F0.3, 留精车余量0.3~0.5mm。 (4) 外圆精车时, 主轴转速每分钟1300转, 进给速度F0.1, 采用一次走刀加工完成。

四、编制程序 (数控系统采用华中世纪星)

五、加工时的几点注意事项

(1) 工件要夹紧, 以防在车削时打滑飞出伤人和扎刀;

(2) 在车削时使用适当的冷却液 (如煤油) , 能减少受热变形, 使加工表面更好地达到要求;

(3) 在机床变速、检查和测量工件、调换刀具、装卸及清除切屑等项工作时, 必须在机床停稳后进行;

(4) 安全文明生产, 要穿戴好规定的各种劳动保护用品。

通过实际加工生产, 以上措施很好地解决了加工精度不高等问题, 减少了装夹校正的时间, 减轻了操作者的劳动强度, 提高效率并保证加工后零件的质量, 经济效益十分明显

参考文献

[1]袁锋.数控机床培训教程[M].北京:机械工业出版社, 2004.

浅谈变导程螺纹加工方法 第11篇

关键词：变导程螺纹 宏程序 编程方法

现在的变导程螺纹基本上都可以在数控车床上用G34指令来加工完成，但是G34指令的使用对数控系统的要求较高，并且较多的方法中均采用子程序的加工方法，程序量相对还是较大，一旦尺寸变动修改也较麻烦。在一些中小企业中，从成本方面考虑，经济型数控车床因具有价格低廉、操作使用方便等优点，因此，企业较多的是购买“经济型数控车床”或普通车床改造为简易型数控车床较简单，所以简易经济型数控车床在中小企业中占绝大多数。而这样配置都是较低档的数控系统上不具备直接通过指令来加工变导程螺纹的功能。下面结合本人经验浅谈一种配备FANUC系统的经济型数控车床上用G32和G34的宏程序加工可变导程螺纹的编程方法及过程。

变导程螺纹根据其牙槽变化规律我们把它分为牙变槽不变（图1）与槽变牙不变（图2）两种不同的结构形式：牙变槽不变螺纹的加工相对比较简单，主要是解决相邻两螺纹牙递增或递减变化；槽变牙不变螺纹除了要解决相邻两螺纹牙递增或递减变化外，在车削该螺纹的过程中还要使刀具牙型宽度均匀变大或变小才能完成加工，但是刀具在加工过程中是不可能改变宽度的，因此它的加工比较复杂。以下通过具体实例（图2）程序，重点讲解槽变牙不变结构形式的两种变螺距螺纹的编程方法及过程。

图1 图2

1 分析图纸

①图纸第一个螺距为5mm，并且k=1，所以螺距F=4（此为初始条件）。

②初始螺距F=4mm，螺纹端面在工件处为-5，则起刀点从-1开始。

③在初始螺距的基础上每转一圈螺距增加1mm。

④中止螺距为9mm（此为中止条件）。

⑤车完一层后要X向退刀到31mm，并Z向返回车削起点-1。

⑥X向初始值为30mm（大径为初始条件）。

⑦X向中止值为24mm（小径为中止条件）。

⑧每层X向进刀增量设为每次进刀0.1mm。

⑨每次Z向赶刀增量设为每次进刀0.02mm。

在这一过程中要分析出哪些是变量，哪些是常量，哪些是初始条件，哪些是中止条件。

2 编程加工

2.1 用变导程螺纹的切削指令G34来编程加工。其指令格式为G34 X（U）_ Z（W）_ F_ K±_。其中“X、Z”为螺纹编程终点的X、Z向坐标值；“U、W”是指螺纹编程终点相对编程起点的增量坐标值，“F”是指螺纹的基本导程，“K”是指螺纹每导程的变化量。此程序中只有两个变量：层与层之间的X值#1与刀具的偏移量#3。

过程描述：

螺纹车刀到达起刀点（螺纹车削起点），X向进刀至30mm处，此时螺距为初始值4mm，开始螺纹车削，当工件转过一周后刀具前进4mm，此时螺距增至5mm，当工件再转过一周后刀具前进5mm，照此依次类推车削至Z向-52mm，此时X向退刀，刀具回到车削起点。X向进刀至29.9mm，进行一次比较（如果X向尺寸≥24mm继续进刀），照此进刀至X向尺寸为24mm时进行最后一次车削后退刀至起刀点，至此车出牙变槽不变螺纹。

然后改变导程F和相应的起刀点来赶刀，导程逐渐减小0.02mm、起刀点逐渐向左移动0.02mm，在此过程中要进行一次比较（如果赶刀量≤1mm继续递增）。依次类推，直至车到尺寸要求为止。

O0001；

N010 G40 G97 G99 S300 M03 T0101；N020 G00 X31 Z-1；

N030 #1= 30；（螺纹顶径） N040 G00 X#1；（设定螺纹吃刀深度）

N050 G34 Z-52 F4 K1；（第一段螺距F=5，所以前一段螺距F=4）

N060 G00 X31；N070 Z-1；N080 #1=#1-0.1；（每次切深递减0.1mm）

N090 IF[#1 GE 24] GOTO 40；（如果吃刀深度≥24，则跳转到N40程序段）

N100 #3=0.02；（每次赶刀量）

N110 G00 Z[-1-#3]；（螺纹起刀点向左移动#3） N120 X24；

N130 G34 Z-52 F[4-#3] K1；（每转一圈，刀具向右移动#3） N140 G00 X31； N150 Z-1；N160 #3=#3+0.02；（每次赶刀量递增0.02mm）

N170 IF[#3 LE 1] GOTO 110； （如果赶刀量≤1，则跳转到N110程序段）

N180 G00 X100 Z100；

N190 M30；

2.2 于不具备变导程螺纹功能指令的数控系统来说我们也可以用G32来编程加工。其指令格式为G32 X（U）_

Z（W）_ F_。这些与螺纹切削指令G34的意义相同。此程序中有三个变量：层与层之间的X值#1、每层加工时的螺距#2与刀具的偏移量#3。

过程描述：

螺纹车刀到达起刀点（螺纹车削起点），X向进刀至30mm处，此时螺距为初始值4mm，开始螺纹车削，当工件转过一周后刀具前进4mm，此时螺距增至5mm，当工件再转过一周后刀具前进5mm，在此过程中要进行一次比较（如果螺距≤9mm继续进行螺纹车削）此时X向退刀，刀具回到车削起点，螺距初始化为4mm。X向进刀至29.9mm，进行一次比较（如果X向尺寸≥24mm继续进刀），照此进刀至X向尺寸为24mm时进行最后一次车削后退刀至起刀点，至此车出牙变槽不变螺纹。然后改变导程F和相应的起刀点来赶刀，导程逐渐增加0.02mm、起刀点逐渐向右移动0.02mm，在此过程中要进行一次比较（如果赶刀量≤1mm继续递增）。依次类推，直至车到尺寸要求为止。

O0002；

N010 G40 G97 G99 S300 M03 T0101；

N020 G00 X31 Z-1；

N030 #1=30；（螺纹顶径）

N040 G00 X#1；（设定螺纹吃刀深度）

N050 #2=4；（第一段螺距F=5，则前一段螺距F=4）

N060 G32 W-#2 F#2；（每转一圈，刀具Z轴的移动与螺距相同）

N070 #2=#2+1；（后一个导程比前一个导程递增一个增量）

N080 IF[#2 LE 9] GOTO 60；（如果螺距≤9，则跳转到N60程序段）

N090 G00 X31；

N100 Z-1；

N110 #1=#1-0.1；（每次切深递减0.1mm）

N120 IF[#1 GE 24] GOTO 40；（如果吃刀深度≥24，则跳转到N40程序段）

N130 #3=0.02；（每次赶刀量）

N140 G00 X24；

N150 Z[-1+#3]；（螺纹起刀点向右移动#3）

N160 #2=4；（螺距回到初始值）

N170 G32 W[-#2-#3] F[#2+#3]；（每转一圈，刀具向左移动#3）

N180 #2=#2+1；（后一个导程比前一个导程递增一个增量）

N190 IF[#2 LE 9] GOTO 170；（如果螺距≤9，则跳转到N170程序段）

N200 G00 X31；

N210 Z-1；

N220 #3=#3+0.02；（每次赶刀量递增0.02mm）

N230 IF[#3 LE 1] GOTO 140；（如果赶刀量≤1，则跳转到N140程序段）

N240 G00 X100 Z100；

N250 M30；

3 小结

在数控车床上加工同类型不同尺寸的小批量螺纹零件时，程序编写繁琐，编程量大，采用子程序的加工方法，程序量相对还是较大，而且修改也较麻烦，容易出错。而采用宏程序功能的变量运算，则可有效地解决上述这些难题。在使用时还需要注意，当加工不同尺寸的变导程螺纹时，只需改变变量#1的数值即可。

编程时主轴转速应取较小值，主轴转速的选取随着导程的增大而减小。变导程螺纹的螺纹升角随着导程的增大而变大，所以车右旋变导程螺纹时刀具左侧切削刃的刃磨后角等于工作后角加上最大螺纹升角ψ，即aOL=（3°～5°）+ψ。为了保证刀头有足够的强度，车刀右侧在刃磨后角应等于工作后角减去螺纹升角ψ，即aOR=（3°～5°）+ψ。加工左旋时则相反。

参考文献：

[1]车工工艺学[M].中国劳动社会保障出版社.

[2]曾福辉.变导程螺杆的数控车削加工[J].机械工程师，2008（05）.

机床中螺纹加工的工艺研究 第12篇

机械上主要的连接法中,螺纹连接是一种能够简单地分解、结合的连接方式。螺纹的用处很广,既可用于连接、紧固和调节,又可用于传速动力或改变运动形式。例如,车床的主轴与卡盘的连接,方刀架上螺钉对刀具的紧固,丝杠与螺母的传动等。

1 螺纹的成形原理

在直径为D的圆柱上卷上一张直角三角形abc的纸片,如图1所示,它的斜边ac就成为一条螺旋线。如果沿这条曲线加工,使它像卷上一条断面呈三角形或四角形的带子,就形成了螺纹。

2 普通车床加工螺纹的特点

用普通车床车螺纹时,是把坯料装到车床上,使其旋转,再由主丝杠规定车刀的进度,使进度相当于螺纹的导程,用车刀车削出螺纹,如图2所示,在车床上攻内外螺纹。车床车螺纹时走的是丝杆路线,且转速一定,在退刀时,主轴的转动方向与进刀时相反(即反转,而且是无惯性转动)这就保证刀具进刀时都是在同一点上,使之不会出现乱牙。数控车床车螺纹不乱牙主要靠主轴上安装的编码器实现。

相配的内外螺纹,除旋向与线数一致外,螺纹的配合质量主要取决牙型角α、螺距P和中径D2(d2)三个基本要素的精度,如图3所示。

(1)牙型角α的保证。取决于车刀的刃磨和安装。车刀刃磨两侧刃的夹角应等于螺纹轴向剖面的牙型角α,且应前角γ0=10°。螺纹车刀安装时,刀尖必须与工件轴线垂直。因此,要用对刀样板。

(2)螺距P的保证。基本方法是在工件旋转一周时,车刀对准移动一个螺距。所需配换齿轮的齿数及进给箱手柄的位置均标注在进给箱上的标牌上,使用时按照调整即可。利用车床进给系统中的反向机构进行右旋和左旋螺纹的调节。

车螺纹需经多次纵向走刀才能完成。在多次切削中,必须保证车刀总是落在已切出的螺纹槽中,否则将出现“乱扣”,工件便为废品。如果车床丝杠的螺距P是工件螺距P的整数倍,则每次切削后,可打开“对开螺母”纵向摇回刀架,而不会乱扣;如果不是整数倍,则不能打开“对开螺母”揺回刀架,只能打反车(即主轴反转)使刀架纵向退回。

(3)中径d2(D2)的保证。螺纹中径是靠控制多次进刀的总切深量保证。一般根据最纹牙高由刻度盘大致地控制,再用螺纹量规进行检验。如果通规(端)能拧进,而止规(端)拧不进,则螺纹合格。这种方法除检验中径外,还同时检验牙型和螺距[1]。

3 数控机床螺纹车削

螺纹的加工方法很多,随着数控技术的日益发展,采用数控机床加工螺纹已逐渐普及。以分件供送螺杆为例,研究三段组合式分件供送螺杆(等速度段、变加速段、等加速段),并建立构建螺旋槽的接触线,运用计算机辅助设计建立一个三维参数化实体模型,在四轴联动的铣削加工中心上模拟出变螺距螺杆的加工过程[2]。

3.1 建立三位实体模型

在Proe E/Wildfire5.0软件中,采用至顶向下的设计方法建立分件螺杆的三维实体模型。创建三维参数化实体模型,如图4所示。

3.2 制订加工方案,确定工艺路线

变螺距螺杆具有一定的刚性,在加工中心加工时在第四轴(A轴)采用的夹紧方法为:一夹一顶,夹具类型为轴套类夹具,此轴类工件较为特殊,需要在其上面加工变螺距螺旋槽,故夹具上应设计有导引装置,考虑到工件的安装还应设计一个芯轴安装工件,同时为保证芯轴的刚度,还需设计一个支架,其夹紧与对刀装置前两步已设计[3]。故确定其总体布局为导套+支架+芯轴+导引装置的布局,选择合理的设备和刀具后,根据计算和设计要求,确定出变螺距螺杆加工工艺过程卡,见表1。

3.3 基于Pro/E变螺距螺杆的模拟加工

在带有螺纹的运行程序段运行期间进给倍率无效。在加工螺纹期间,不允许更改主轴倍率。首先,获取设计模型和工件规划,选择加工机床、设置夹具和刀具,要注意的是建立参照坐标系中Z轴要与分件螺杆的轴线垂直而不是平行,它控制主轴的进给方向。然后进行操作设置(如进给速度、进给量和机床主轴转速等)。根据变螺距螺杆的特点,选择“自曲面等值线”曲面铣削作为该零件的切削方式,通过屏幕显示,生成刀具路径。设置NC序列,加工仿真。最后,创建CL数据文件,利用后处理器生成NC代码。

在“NC序列”菜单中选择“播放路径”→“屏幕演示”命令,此时弹出“播放路径”对话框,单击“播放”按钮,可以观察刀具的走刀路线,如图5所示。单击“CL数据”可以查看生成的CL数据,如图6所示。加工成型的变螺距螺杆如图7所示。

4 结语

机床中螺纹的加工方法有多种,螺纹的种类不同,加工的方法有所区别。要综合考虑螺距的大小、刀具的强度及机床的刚性等情况,合理选择加工方法,并根据工艺分析,在机床上加工出合格的螺纹。利用数控加工可以节约工时,并能加工出复杂的螺纹型面,而且完全实现自动化生产过程。

参考文献

[1]马壮.工程训练[M].北京:机械工业出版社,2009.

[2]李军霞,史荣、,姚云峰,等.分件供送变螺距螺杆的建模与仿真[J].机械设计,2011(2):26-28.