数控车床螺纹加工工艺方案分析

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1、数控车床螺纹加工工艺方案分析【摘要】这里分析了轴类零件中螺纹加工工艺方案的制订，采用BEI-JING-FANUC0i系统的数控车床运用不同指令进行螺纹加工的误差分析。【关键词】螺纹；工艺；误差分析常用螺纹的牙型有三角形、梯形、矩形等。螺纹的加工方法多种多样，大规模生产直径较小的三角螺纹，常采用滚丝、搓丝或轧丝的方法，对数量较少或批量不大的螺纹常采用车削的方法。随着数控技术的逐渐普及，轴类零件越来越多的采用数控车床加工。这里以BEIJING-FANUC0i系统为例，介绍在数控车床上加工螺纹时，其工艺方案的制订及数控加工程序的不同所造成的误差分析。一

2、、加工工艺分析在数控车床上加工螺纹，首先要制订合理的工艺方案，然后才能进行编程和加工。工艺方案的好坏不仅会影响数控车床效率的发挥，而且将直接影响到螺纹的加工质量。1、走刀路线的确定在数控车床上车螺纹时，沿螺距方向的,向进给应和车床主轴的旋转保持严格的速比关系，考虑到刀具从停止状态到达指定的进给速度或从指定的进给速度降为零，驱动系统必有一个过渡过程，因此沿轴向进给的加工路线长度，除保证螺纹长度外，还应增加刀具引入距离δ1和超越距离δ2（见图1），δ1和δ2的数值与车床拖动系统的动态特性、螺纹的螺距和精度有关。一般δ1为2-5mm，对大螺距和高精度的

3、螺纹取大值；δ2一般为退刀槽宽度的一半左右，取1-3mm左右。若螺纹收尾处没有退刀槽时，收尾处的形状与数控系统有关，一般按45°退刀收尾。2、螺纹车刀的选用螺纹车刀属于成形刀具，要保证螺纹牙型的精度，必须正确刃磨和安装车刀。对螺纹车刀的要求主要有以下几点：(1)车刀的刀尖角一定要等于螺纹的牙型角；(2)精车时车刀的纵向前角应等于0°；粗车时允许有5°-15°的纵向前角；(3)因受螺纹升角的影响，车刀两侧的静止后角应不相等，进给方向后面的后角较大，一般应保证两侧面均有3°-5°的工作后角；(4)车刀两侧刃的直线性要好。制造螺纹车刀的材料有高速钢和硬

4、质合金两种。高速钢螺纹车刀刃磨方便、切削刃锋利、韧性好，能承受较大的切削冲击力，加工的螺纹表面粗糙度小。但它的耐热性差，不宜高速车削。硬质合金螺纹车刀的硬度高、耐磨性好、耐高温，但抗冲击能力差。数控车床一般选用硬质合金可转位车刀。3、三角螺纹的车削方法车螺纹的进刀方式有直进式和斜进式，直进式车螺纹容易保证牙型的正确性，但车削时，车刀刀尖和两侧切削刃同时进行切削，切削力较大，容易产生扎刀现象，因此只适用于车削较小螺距的螺纹。用斜进法车削螺纹，刀具是单侧刃加工，排屑顺利，不易扎刀。当螺距P<3mm时，一般采用直进法；螺距P≧3mm时，一般采用斜进法。

5、4、切削用量的选择4.1主轴转速的确定在车削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹的螺距（或导程）大小、驱动电机的升降频特性及螺纹插补运算速度等多种因素影响，故对于不同的数控系统，推荐有不同的主轴转速选择范围。如大多数经济型车床数控系统推荐车螺纹时的主轴转速如下：n≤1200/P-K式中：P是螺纹的螺距(mm)；K是保险系数，一般取为80。4.2走刀次数和背吃刀量的确定螺纹加工中的走刀次数和背吃刀量会直接影响螺纹的加工质量，车削螺纹时的走刀次数和背吃刀量可参考表1。表1普通螺纹走刀次数和背吃刀量的参考表二、编程示例不同的数控系统，车螺纹的编程指令有所不

6、同。对于BEIJING-FANUC0i系统来说，有三种指令可用于等螺距直螺纹、锥螺纹的车削。加工图1所示零件M30X2的普通外螺纹，主轴转速n1200/P-K=（1200/2-80）=520r/min.根据零件材料、刀具等因素可以取n=400r/min。螺纹的螺距为2，根据表1可知其牙深为1.3，安排5次走刀，每次的背吃刀量分别为0.9、0.6、0.6、0.4、0.1，车螺纹时设定升速段δ1取值5mm，降速段δ2取值2mm。1、用G32指令进行车螺纹T0101M03S400；（T0101为螺纹车刀，主轴正转，转速为400r/min）G00X29.

7、1Z5；G32Z-42.F2.0；（第一次车螺纹，背吃刀量为0.9mm）G00X32；Z5；X28.5；G32Z-42.F2.0；（第二次车螺纹，背吃刀量为0.6mm）G00X32；Z5；X27.9；G32Z-42.F2.0；（第三次车螺纹，背吃刀量为0.6mm）G00X32；Z5；X27.5；G32Z-42.F2.0；（第四次车螺纹，背吃刀量为0.4mm）G00X32；Z5；X27.4；G32Z-42.F2.0；（最后一次车螺纹，背吃刀量为0.1mm）G00X32；X100Z100；M05；M30；2、采用G92指令进行车螺纹T0101M03S

8、400；（T0101为螺纹车刀，主轴正转，转速为400r/min）G00X32Z5；（刀具定位到循环起点）G92X29.1Z-42F2.