论文部分内容阅读
[摘 要] 普通螺纹加工效率的高低和加工质量的好坏，直接影响零件的生产效率和精度。因此选择合适的螺纹加工编程方法及参数选择，提高螺纹加工质量、降低运行成本的关键因素。
[关键词] 螺纹 编程指令 参数
在机械制造工业中，带螺纹的零件应用广泛。例如，常见的连接、紧固件：螺纹、螺钉、螺母等；传动件：丝杠等。螺纹的种类很多，按照螺纹剖面形状来分，主要有四种：三角螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹和矩形螺纹。在各种机械中，不同种类的螺纹零件其用途不同，它们的技术要求和加工方法也同。现以常见的三角形普通螺纹为例，阐述一下用FANUC-Oi数控系统车削螺纹的技术。
一、编程指令
在FANUC-Oi数控系统的数控车床加工中，螺纹切削分为单行程螺纹切削G32指令，简单螺纹循环G92指令和螺纹切削复合循环G76指令。其中G32 、G92是直进式切削，G76是斜进式切削，由于切削方法和编程方法的不同，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。三种加工方法的编程指令如下：
1、G32 X (U)一Z(W)一F；
说明：x、z用于绝对编程，u、w用于相对编程，F为螺距。双刃【刃削，其每次背吃刀量一般由编程人员编程给出。】G92指令格式与G32一样。
2、G76 Pmra Q △dmin R d；
G76 X Z Ri P k Q △d F1；
说明：m为精加工重复次数；r为倒角宽度；a为刀尖角度；△dmin 为最小背吃刀量；d为精加工留量；i为螺纹部分的半径差，若0，为直螺纹切削方式；k为螺纹牙高；△d为第一次切削的背吃刀量；1为螺纹螺距。G76编程背吃刀量分配方式一般为递减式，其切削为单刃切削，背吃刀量由控制系统自动计算给出。
3、G32、G92、G76指令的加工误差分析
G32、G92指令为直进式切削方法，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，由于背吃刀量较大，切削刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差。但是其加工的牙型精度较高，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；由于切削刃容易磨损，因此加工中要做到勤测量。
G76斜进式切削方法，由于为单侧刃加工，切削刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙型精度较差。但由于其为单侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易，并且背吃刀量为递减式，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，切削刃加工工况较好，在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为方便。
二、参数
1、螺纹牙型高度h是车削时车刀总切入深度，对于普通螺纹按h=0.6495P（P为螺距mm）进行计算。
2、螺纹起点与终点轴向尺寸，由于车螺纹起始点时有一个加速过程，结束前有个减速过程。在这段距离中，螺距不可能保持均匀，因此车螺纹时，两端必须设置足够的升速进刀段（空刀导入量）δ1和减速退刀段（空刀导出量）δ2。
δ1、δ2一般按δ1≧2×导程 δ2≧（1～1.5）×导程。
3、分层背吃刀量 背吃刀量在螺纹加工中非常关键，如果螺纹牙型较深，螺距较大，可分几次进给。每次进给的背吃刀量用螺纹深度减精加工背吃刀量所得的差按递减规律分配。
三、车削螺纹时注意事项
1、选择合理的刀具进行正确安装
普通螺纹刀的刀尖角为60°，由于高速切削螺纹的时实际牙型角会扩大，因此刀尖角应减小，磨成59.5°较好。螺纹车刀前、后刀面的表面粗糙度必须很小，磨刀时一定要正确修整砂轮或用油石精研刀具。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、对编辑的加工程序合理地进行工艺处理
单行程螺纹切削G32指令，简单螺纹循环G92指令，二者一般多用于小螺距、精度要求高的螺纹加工；螺纹切削循环G76指令，一般适用于大螺距、精度要求不高的螺纹加工。在加工较高精度螺纹时，只简单利用一种指令进行车削是不够完善的，可以采用G92、G76混用进行编程，即先用G76进行螺纹粗加工，然后再用G32或G92精车。这样不但可以避免因切削量大而产生的变形，而且还能保证螺纹加工的精度。但要注意粗车和精车刀具起始点要一致，不然会乱扣，造成零件报废。
3、选择合适的切削液
车削螺纹时，恰当地使用切削液，能降低车削时产生的热量，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，加工一般要求的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。
4、工件要夹紧 工件若没有夹紧，在切削过程易产生振动造成螺纹表面粗糙，甚至车削时打滑飞出伤人。
5、选择合适的的切削速度 切削速度和工件材料不适合易造成螺纹表面粗糙。若切削速度过大，易造成刀具损坏。
螺纹车削的程序编制、工艺处理实践性都很强。因此，在实际加工生产中，我们要善于分析，充分利用所掌握的各项知识，理论联系实际，不断总结，以提高自己的工艺分析和处理水平，为螺纹高质量、高效率的加工打下坚实的基础。
参考文献：
[1] 方沂.数控机床编程与操作[M].北京：国防工业出版社，1999.
[2] 张超英.罗学科.数控加工综合实训[M].北京：化学工业出版社，2003.
[3] 王平.数控机床与编程实用教程[M].北京：化学工业出版社，2004.
[4] 沈建峰，虞俊.数控车工(高级) [M].北京：机械工业出版社，2007.
[关键词] 螺纹 编程指令 参数
在机械制造工业中，带螺纹的零件应用广泛。例如，常见的连接、紧固件：螺纹、螺钉、螺母等；传动件：丝杠等。螺纹的种类很多，按照螺纹剖面形状来分，主要有四种：三角螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹和矩形螺纹。在各种机械中，不同种类的螺纹零件其用途不同，它们的技术要求和加工方法也同。现以常见的三角形普通螺纹为例，阐述一下用FANUC-Oi数控系统车削螺纹的技术。
一、编程指令
在FANUC-Oi数控系统的数控车床加工中，螺纹切削分为单行程螺纹切削G32指令，简单螺纹循环G92指令和螺纹切削复合循环G76指令。其中G32 、G92是直进式切削，G76是斜进式切削，由于切削方法和编程方法的不同，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。三种加工方法的编程指令如下：
1、G32 X (U)一Z(W)一F；
说明：x、z用于绝对编程，u、w用于相对编程，F为螺距。双刃【刃削，其每次背吃刀量一般由编程人员编程给出。】G92指令格式与G32一样。
2、G76 Pmra Q △dmin R d；
G76 X Z Ri P k Q △d F1；
说明：m为精加工重复次数；r为倒角宽度；a为刀尖角度；△dmin 为最小背吃刀量；d为精加工留量；i为螺纹部分的半径差，若0，为直螺纹切削方式；k为螺纹牙高；△d为第一次切削的背吃刀量；1为螺纹螺距。G76编程背吃刀量分配方式一般为递减式，其切削为单刃切削，背吃刀量由控制系统自动计算给出。
3、G32、G92、G76指令的加工误差分析
G32、G92指令为直进式切削方法，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，由于背吃刀量较大，切削刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差。但是其加工的牙型精度较高，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；由于切削刃容易磨损，因此加工中要做到勤测量。
G76斜进式切削方法，由于为单侧刃加工，切削刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙型精度较差。但由于其为单侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易，并且背吃刀量为递减式，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，切削刃加工工况较好，在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为方便。
二、参数
1、螺纹牙型高度h是车削时车刀总切入深度，对于普通螺纹按h=0.6495P（P为螺距mm）进行计算。
2、螺纹起点与终点轴向尺寸，由于车螺纹起始点时有一个加速过程，结束前有个减速过程。在这段距离中，螺距不可能保持均匀，因此车螺纹时，两端必须设置足够的升速进刀段（空刀导入量）δ1和减速退刀段（空刀导出量）δ2。
δ1、δ2一般按δ1≧2×导程 δ2≧（1～1.5）×导程。
3、分层背吃刀量 背吃刀量在螺纹加工中非常关键，如果螺纹牙型较深，螺距较大，可分几次进给。每次进给的背吃刀量用螺纹深度减精加工背吃刀量所得的差按递减规律分配。
三、车削螺纹时注意事项
1、选择合理的刀具进行正确安装
普通螺纹刀的刀尖角为60°，由于高速切削螺纹的时实际牙型角会扩大，因此刀尖角应减小，磨成59.5°较好。螺纹车刀前、后刀面的表面粗糙度必须很小，磨刀时一定要正确修整砂轮或用油石精研刀具。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、对编辑的加工程序合理地进行工艺处理
单行程螺纹切削G32指令，简单螺纹循环G92指令，二者一般多用于小螺距、精度要求高的螺纹加工；螺纹切削循环G76指令，一般适用于大螺距、精度要求不高的螺纹加工。在加工较高精度螺纹时，只简单利用一种指令进行车削是不够完善的，可以采用G92、G76混用进行编程，即先用G76进行螺纹粗加工，然后再用G32或G92精车。这样不但可以避免因切削量大而产生的变形，而且还能保证螺纹加工的精度。但要注意粗车和精车刀具起始点要一致，不然会乱扣，造成零件报废。
3、选择合适的切削液
车削螺纹时，恰当地使用切削液，能降低车削时产生的热量，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，加工一般要求的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。
4、工件要夹紧 工件若没有夹紧，在切削过程易产生振动造成螺纹表面粗糙，甚至车削时打滑飞出伤人。
5、选择合适的的切削速度 切削速度和工件材料不适合易造成螺纹表面粗糙。若切削速度过大，易造成刀具损坏。
螺纹车削的程序编制、工艺处理实践性都很强。因此，在实际加工生产中，我们要善于分析，充分利用所掌握的各项知识，理论联系实际，不断总结，以提高自己的工艺分析和处理水平，为螺纹高质量、高效率的加工打下坚实的基础。
参考文献：
[1] 方沂.数控机床编程与操作[M].北京：国防工业出版社，1999.
[2] 张超英.罗学科.数控加工综合实训[M].北京：化学工业出版社，2003.
[3] 王平.数控机床与编程实用教程[M].北京：化学工业出版社，2004.
[4] 沈建峰，虞俊.数控车工(高级) [M].北京：机械工业出版社，2007.