在数控车床上车三角直螺纹的方法

优胜编程龚老师

在数控车床上车三角直螺纹的方法：



低速车削三角螺纹低速车削三角螺纹的车刀材料一般为高速钢。若分开粗车和精车分别加工 ,可得到较理想的表面粗糙度和精度。粗车刀的牙型角常取 5 8.5～ 5 9° ,比精车刀的牙型角要小 1～ 1.5° ,用粗车刀车至牙深(即外螺纹小径 ) ,然后用精车刀车光螺纹 2个侧面 ,既能保护刀尖又省时。刃磨粗车螺纹刀时 ,不用刻意磨小刀尖角 ,只要在开车刀前角时适当加大前角 ,这样既能达到排屑顺利的目的 ,又可减小牙型角。但前角加大 ,楔角减小后 ,车刀的强度降低了 ,所以后角要适当减小 ,这样就可弥补车刀强度的不足。

车三角螺纹时主要有 2种进刀方法 :直进法和斜进法。
1 1　直进法直进法车削三角螺纹时 ,车刀两刃同时切削 ,车刀受力大 ,散热难、磨损快、排屑难 ,每次进给的切削深度不能过大。但所加工的螺纹牙型较准确。因车刀刀尖参加切削 ,容易产生“扎刀”现象 ,把牙型表面镂去一块 ,甚至造成因切削力大而使刀尖断裂 ,损坏车刀 ,而且还容易造成振动。因此只适用于螺距P <2mm的螺纹及精度较高螺纹的精加工。现在一般的数控车床都有螺纹切削功能 ,大多数数控床都有螺纹单循环切削功能 ,高档一点的数控车床还有螺纹复合固定循环切削功能。切削螺纹时要根据螺距的大小、螺纹牙型的深度、车刀的材料、工件的材料、车床的进给速度等分数次进给 ,采用多次走刀 ,分层切入的方法进行加工。每次进给的吃刀量按递减规律分配。
例如要车削M5 0× 4的普通圆柱螺纹 ,经计算编程螺纹大径为4 9.72mm ,编程螺纹小径为4 6 .5 2mm ,进刀段取 3mm ,退刀段取 2mm ,用G32单一导程螺纹加工指令编写程序如下 :O1111;…N10G0 0X4 9.72 ;N11G32Z - 32 .0F4 ;N12G0 0X5 0 .0 ;N13Z3.0 ;N14X4 8.72 ;Z - 32 .0N15G32Z - 32 .0F4 ;N16G0 0X5 0 .0 ;N17Z3.0 ;N18X4 8.12 ;N19G32Z - 32 .0F4 ;…N33G0 0X4 6 .5 2 ;N34G32Z - 32 .0F4 ;…N5 0M30 ;因G32单单是加工螺纹的指令 ,车刀的切入、切出和返回均要编入程序 ,程序显得较长 ,如用螺纹循环加工指令G92、G76等编写程序则程序较为简短。例如要车M30× 2 - 6g的普通圆柱外螺纹 ,由GB197- 81中查出M30× 2 - 6g的螺纹外径为30 -0 .0 3 8-0 .3 18mm ,取编程外径为2 9.7mm。设其牙底由单一的圆弧R构成 ,取R =0 .2mm ,经计算螺纹底径为2 7.2 4 6mm ,取编程底径为2 7.3mm。准备安排 6刀车完 ,采用直进法的吃刀方式 ,设第 1刀至第6刀的螺纹切削深度 (直径值 )依次为 0 .8mm、0 .5mm、0 .4mm、0 .4mm、0 .2mm、0 .1mm。以工件右端面为Z向编程原点。用螺纹单循环切削指令G92来编程序 ,程序如下 :O2 2 2 2 ;…N10G0 0X33.0Z3.0 ;N11G92X2 8.9Z - 40 .0F2 .0 ;N12X2 8 .4 ;N13X2 8.0 ;N14X2 7.6 ;N15X2 7.4 ;N16X2 7.3;…N4 0M30 ;又如用FANUC6T系统G76螺纹复合循环切削指令编写车削M2 4× 3普通三角外螺纹的程序如下(以螺纹离卡盘较远的一端为Z向编程原点 ,采用直进法进刀 ,把螺纹精加工余量设定为零 )。O3333;…N10G0 0X30 .0Z8.0 ;N11G76X2 0 .75 2Z - 40 .0I0K1.6 2 4D0 .6 14F3.0A0 ;…N15M0 2 ;这里 ,X2 0 .75 2是螺纹底径 ,Z - 40 .0是螺纹终点坐标 ,I0表示是螺纹半径差为零 ,即为圆柱螺纹 ,K1.6 2 4是牙高 ,A0表示直进法进刀方式 ,其牙型半角是 30° ,D0 .6 14是第 1刀吃刀深度 ,F3.0表示螺距为 3mm。

1 2　斜进法斜进法车削三角螺纹时 ,车刀顺着螺纹牙型一侧斜向进刀 ,车刀两侧刃中只有一侧切削刃进行切削 ,经多次走刀完成加工。用此法加工三角螺纹时 ,刀具切削条件好 ,可增大切削深度 ,生产效率高。但加工面粗糙度值大 ,只适于粗加工。精车螺纹时 ,为使螺纹两侧表面光洁 ,最后一两次进给 ,应采用直进法进刀 ,以确保螺纹牙型准确。斜进法可以用左面刃切削也可以用右面刃切削 ,以左单面刃吃刀为例 ,在上述程序的基础上重新编写程序。M30的牙型角α =6 0° ,其半角是 30°。
可以让每一刀向下吃刀距离h的同时 ,向左也吃刀一个长度L ,使这个长度等于向下吃刀距离乘以牙型半角的正切值 ,即L =htan α2 。加工程序如下 :O4 444 ;…N10G0 0X33.0Z3.0 ;N11G92X2 8.9Z - 40 .0F2 .0 ;N12G0 0Z2 .85 6 ;N13G92X2 8.4Z - 40 .0F2 .0 ;N14G0 0Z2 .74 1;N15G92X2 8.0Z - 40 .0F2 .0 ;N16G0 0Z2 .6 2 6 ;N17G92X2 7.6Z - 40 .0F2 .0 ;N18G0 0Z2 .5 6 8;N19G92X2 7.4Z - 40 .0F2 .0 ;N2 0X2 7.3;…N5 0M30 ;此程序与程序O2 2 2 2相比 ,只多了N12、N14、N16、N18这 4段 ,就是这 4段程序 ,把螺纹切削的双面刃吃刀改变成单面刃吃刀。但第 1刀和最后 1刀还是直进法进刀 ,双面刃切削 ,这样可保证牙型角的准确性。用螺纹加工复合循环G76指令加工螺纹 ,其进刀方法有的属于斜进法 ,每刀的切深的分配方式由数控系统按递减规律自动分配 ,目的是使每次切削面积接近相等。

螺纹复合循环加工的进刀方法。　螺纹复合循环加工进刀Fig .
1　Feedwayofcompoundloopcuttingthread例如要车M30× 3的圆柱三角外螺纹 :螺纹大径Dd=Dg- 0 .1×螺距 =30 - 0 .1× 3=2 9.7螺纹小径Dx=Dg- 1.3×螺距 =30 - 1.3× 3=2 6 .1牙深为 2 9.7- 2 6 .1=1.8mm ,用广州数控GSK980T车床数控系统G76编写程序如下 :O5 5 5 5 ;…N2 0G0X4 0Z4 7;N30G76P0 2 0 5 6 0Q5 0R0 .0 8;N4 0G76X2 6 .1Z0R0P180 0Q5 0 0F3;…N80M30 ;这里 ,P0 2 0 5 6 0表示精加工次数为 2次 ,螺纹倒角宽度为 5× 1 10×螺距 =1.5mm ,牙型角为 6 0° ;Q5 0表示最小切入量为 0 .0 5mm ;R0 .0 8表示精加工余量为 0 .0 8mm ;X2 6 .1是螺纹底径 ,Z0是螺纹终点坐标 ,R0是螺纹半径差为零即为直螺纹 ,P180 0表示牙高为 1.8mm ,Q5 0 0表示第 1次切入量为 0 .5mm ,F3表示螺距。用FANUC6T系统G76螺纹复合循环切削指令编写车削M2 4× 3普通三角外螺纹的程序如下 (以螺纹离卡盘较远的一端为Z向编程原点 ) :O6 6 6 6 ;…N10G0 0X30 .0Z8.0 ;N11G76X2 0 .75 2Z - 40 .0I0K1.6 2 4D0 .6 14F3.0A30 ;…N15M0 2 ;这里 ,X2 0 .75 2是螺纹底径 ,Z - 40 .0是螺纹终点坐标 ,I0表示螺纹半径差为零 ,即为圆柱螺纹 ,K1.6 2 4是牙高 ,A30表示单面刃吃刀方式 ,其牙型半角是 30° ,D0 .6 14是第 1刀吃刀深度 ,F3.0表示螺距为 3mm。又如用FANUC0系统G76螺纹复合循环切削指令编写车削M2 4× 3普通三角外螺纹的程序如下 :O7777;…N10G0 0X30 .0Z8.0 ;N11G76P0 110 6 0Q10 0R10 0 ;N12G76X2 0 .75 2Z - 40 .0R0P16 2 4Q6 14F3.0 ;…N15M0 2 ;这里 ,P0 110 6 0表示精加工次数为 1次 ,斜向退刀量 10即一个螺距 ,牙型角为 6 0° ,Q10 0表示最小切深为 0 .1mm ,R10 0表示精加工余量为 0 .1mm ,X2 0 .75 2表示螺纹小径 ,Z - 40 .0表示螺纹终点坐标 ,R0表示螺纹半径差为零即为圆柱螺纹 ,P16 2 4表示牙高是 1.6 2 4mm ,Q6 14表示第 1刀吃刀深度0 6 14mm ,F3.0表示螺距为 3mm ,进刀方式为斜进法单面刃吃刀方式。

2　高速切削三角螺纹在数控车床上高速车削螺纹的切削速度可取v =4 0～ 10 0m min。切削时只能用直进法进刀 ,使切屑成球状排出或两切削刃排屑均匀从正前方排出 ,不可出带状屑 ,直出屑不安全 ,要严格控制排屑形状。不可用斜进法进刀 ,这样会破坏工件的表面质量和损坏刀具。
要选用硬质合金螺纹车刀 ,刀具既要有较好的硬度 ,又要有冲击韧性 ,选用YT15的硬质合金螺纹车刀较适宜。在车削较大螺距 (P >2mm) ,或工件材料较硬时 ,车刀两侧的切削刃应磨出宽 0 .2～ 0 .4mm、前角 - 5°的负倒棱。因高速切削时 ,工件材料受挤压较严重 ,牙型角要扩大 ,所以刀尖角应比牙型角小 0 .5° ;螺纹车