數(shù)控車床普通螺紋螺紋檢測(cè)

提示：

在數(shù)控車床上可以車削米制、英寸制、模數(shù)和徑節(jié)制四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋，無(wú)論車削哪一種螺紋，車床主軸與刀具之間必須保持嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)關(guān)系：即主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)（即工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)），刀具應(yīng)均勻地移動(dòng)一個(gè)（工件的）導(dǎo)程的距離。以下通過(guò)對(duì)普通螺紋的分析，加強(qiáng)對(duì)普通螺紋的了解，以便更好的加工普通螺紋。

一、普通螺紋的尺寸分析

數(shù)控車床對(duì)普通螺紋的加工需要一系列尺寸，普通螺紋加工所需的尺寸計(jì)算分析主要包括以下兩個(gè)方面：

1、螺紋加工前工件直徑

考慮螺紋加工牙型的膨脹量，螺紋加工前工件直徑D／D－0.1P，即螺紋大徑減0.1螺距，一般根據(jù)材料變形能力小取比螺紋大徑小0.1到0.5。

2、螺紋加工進(jìn)刀量

螺紋加進(jìn)刀量可以參考螺紋底徑，即螺紋刀最終進(jìn)刀位置。

螺紋小徑為：大徑－2倍牙高；牙高＝0.54P（P為螺距）

螺紋加工的進(jìn)刀量應(yīng)不斷減少，具體進(jìn)刀量根據(jù)刀具及工作材料進(jìn)行選擇。

二、普通螺紋刀具的裝刀與對(duì)刀

車刀安裝得過(guò)高或過(guò)低過(guò)高，則吃刀到一定深度時(shí)，車刀的后刀面頂住工件，增大摩擦力，甚至把工件頂彎，造成啃刀現(xiàn)象；過(guò)低，則切屑不易排出，車刀徑向力的方向是工件中心，加上橫進(jìn)絲杠與螺母間隙過(guò)大，致使吃刀深度不斷自動(dòng)趨向加深，從而把工件抬起，出現(xiàn)啃刀。此時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整車刀高度，使其刀尖與工件的軸線等高（可利用尾座頂尖對(duì)刀）。在粗車和半精車時(shí)，刀尖位置比工件的出中心高1％D左右（D表示被加工工件直徑）。

工件裝夾不牢工件本身的剛性不能承受車削時(shí)的切削力，因而產(chǎn)生過(guò)大的撓度，改變了車刀與工件的中心高度（工件被抬高了），形成切削深度突增，出現(xiàn)啃刀，此時(shí)應(yīng)把工件裝夾牢固，可使用尾座頂尖等，以增加工件剛性。

普通螺紋的對(duì)刀方法有試切法對(duì)刀和對(duì)刀儀自動(dòng)對(duì)刀，可以直接用刀具試切對(duì)刀，也可以用G50設(shè)置工件零點(diǎn)，用工件移設(shè)置工件零點(diǎn)進(jìn)行對(duì)刀。螺紋加工對(duì)刀要求不是很高，特別是Z向?qū)Φ稕](méi)有嚴(yán)格的限制，可以根據(jù)編程加工要求而定。

三、普通螺紋的編程加工

在目前的數(shù)控車床中，螺紋切削一般有三種加工方法：G32直進(jìn)式切削方法、G92直進(jìn)式切削方法和G76斜進(jìn)式切削方法，由于切削方法的不同，編程方法不同，造成加工誤差也不同。我們?cè)诓僮魇褂蒙弦屑?xì)分析，爭(zhēng)取加工出精度高的零件。

1、G32直進(jìn)式切削方法，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。由于其刀具移動(dòng)切削均靠編程來(lái)完成，所以加工程序較長(zhǎng)；由于刀刃容易磨損，因此加工中要做到勤測(cè)量。

2、G92直進(jìn)式切削方法簡(jiǎn)化了編程，較G32指令提高了效率。

3、G76斜進(jìn)式切削方法，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。更多數(shù)控知識(shí)微信搜索公眾號(hào)“數(shù)控編程教學(xué)”免費(fèi)領(lǐng)取教程，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。在加工較高精度螺紋時(shí)，可采用兩刀加工完成，既先用G76加工方法進(jìn)行粗車，然后用G32加工方法精車。但要注意刀具起始點(diǎn)要準(zhǔn)確，不然容易亂扣，造成零件報(bào)廢。

4、螺紋加工完成后可以通過(guò)觀察螺紋牙型判斷螺紋質(zhì)量及時(shí)采取措施，當(dāng)螺紋牙頂未尖時(shí)，增加刀的切入量反而會(huì)使螺紋大徑增大，增大量視材料塑性而定，當(dāng)牙頂已被削尖時(shí)增加刀的切入量則大徑成比例減小，根據(jù)這一特點(diǎn)要正確對(duì)待螺紋的切入量，防止報(bào)廢。

四、普通螺紋的檢測(cè)

對(duì)于一般標(biāo)準(zhǔn)螺紋，都采用螺紋環(huán)規(guī)或塞規(guī)來(lái)測(cè)量。在測(cè)量外螺紋時(shí)，如果螺紋“過(guò)端”環(huán)規(guī)正好旋進(jìn)，而“止端”環(huán)規(guī)旋不進(jìn)，則說(shuō)明所加工的螺紋符合要求，反之就不合格。測(cè)量?jī)?nèi)螺紋時(shí)，采用螺紋塞規(guī)，以相同的方法進(jìn)行測(cè)量。除螺紋環(huán)規(guī)或塞規(guī)測(cè)量外還可以利用其它量具進(jìn)行測(cè)量，用螺紋千分尺測(cè)量測(cè)量螺紋中徑，用齒厚游標(biāo)卡尺測(cè)量梯形螺紋中徑牙厚和蝸桿節(jié)徑齒厚，采用量針根據(jù)三針測(cè)量法測(cè)量螺紋中徑。

在螺紋車削過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)因螺紋刀具磨損，崩刀而需重新裝刀對(duì)刀，裝刀對(duì)刀的好壞直接影響車削螺紋的精度，特別是螺紋的修復(fù)車削，需二次裝夾二次對(duì)刀，制約了數(shù)控車床加工螺紋的加工效率，螺紋精度要求較高時(shí)，如梯形螺紋還需兩側(cè)面進(jìn)行精加工，需先粗加工后換精車刀進(jìn)行精加工，如果不能很好地解決加工過(guò)程中的裝刀對(duì)刀問(wèn)題，數(shù)控車削螺紋將不能得到很好的應(yīng)用。

1. 螺紋在數(shù)控車床中加工的原理

數(shù)控車削螺紋與普通車床車螺紋有著很大的區(qū)別，普通車床是通過(guò)齒輪機(jī)械傳遞與絲杠聯(lián)動(dòng)后車削，即主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架移動(dòng)一個(gè)螺紋的導(dǎo)程，在整個(gè)螺紋加工過(guò)程中這條傳動(dòng)鏈不能斷開，否則會(huì)亂扣。而數(shù)控車削是通過(guò)主軸上安裝的編碼器發(fā)出脈沖信號(hào)進(jìn)入數(shù)控系統(tǒng)，有數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)算控制，發(fā)出指令控制伺服電機(jī)通過(guò)滾珠絲杠控制刀具進(jìn)行移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)螺紋的車削，為了讓螺紋車削在多走刀時(shí)不亂扣，通過(guò)檢測(cè)脈沖信號(hào)來(lái)控制螺紋的起始加工位置，當(dāng)程序加工開始時(shí)，主軸旋轉(zhuǎn)，刀具等待主軸編碼器發(fā)出同步信號(hào)(零位信號(hào))后，進(jìn)行車削運(yùn)動(dòng)，那么車削第二刀螺紋時(shí)，刀具回到上次車削的起始點(diǎn)位置，還是等待接收到同步信號(hào)(零位信號(hào))后再次車削，這樣車削螺紋始終在同一螺旋線上，所以不會(huì)產(chǎn)生亂扣現(xiàn)象。

2. 螺紋車削裝刀對(duì)刀中存在的問(wèn)題

(1)首次車削裝夾刀具

在首次裝夾螺紋刀時(shí)會(huì)產(chǎn)生螺紋刀刀尖與工件回轉(zhuǎn)中心不等高現(xiàn)象，一般常見(jiàn)于焊接刀，由于制造粗糙，刀桿尺寸不精確，中心高需加墊片進(jìn)行調(diào)整，中心高低影響刀具車削后的實(shí)際幾何角度。裝刀時(shí)刀尖角裝偏，易產(chǎn)生螺紋牙型角誤差，產(chǎn)生齒形歪斜。螺紋刀伸出過(guò)長(zhǎng)，加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生震刀，影響螺紋表面粗糙度。

(2)粗精車刀對(duì)刀

在加工高精度螺紋及梯形螺紋過(guò)程中，需用兩把螺紋刀粗精車分開，兩把刀對(duì)刀產(chǎn)生偏移大(特別是Z向)會(huì)使螺紋中徑變大產(chǎn)生報(bào)廢。

(3)修復(fù)工件對(duì)刀

修復(fù)工件對(duì)刀由于二次裝夾工件，修復(fù)的螺旋線與編碼器一轉(zhuǎn)信號(hào)發(fā)生了變化，再次修復(fù)加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生亂扣。

　3. 解決問(wèn)題的方法

(1)螺紋刀刀尖必須與工件回轉(zhuǎn)中心保持等高，刀具刃磨后用對(duì)刀樣板靠在工件軸線上進(jìn)行對(duì)刀，保持刀尖角安裝正確。如使用數(shù)控機(jī)夾刀具，由于刀桿制造精度高，一般只要把刀桿靠緊刀架的側(cè)邊即可。

(2)粗精加工螺紋刀對(duì)刀采用設(shè)定某一點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，采用通常方法對(duì)刀即可，在實(shí)際的對(duì)刀過(guò)程中采用試切法只要稍加調(diào)整一下刀補(bǔ)。

(3)在螺紋加工中，如出現(xiàn)刀具磨損或者崩刀的現(xiàn)象，需重新刃磨刀具后對(duì)刀，工件未取下修復(fù)，只需把螺紋刀安裝的位置與拆下前位置重合在一起，這等同于同一把車刀加工。

(4)如修復(fù)已拆下的工件，這時(shí)確定加工起點(diǎn)位置才能進(jìn)行修復(fù)加工工作，如何確定加工起點(diǎn)與一轉(zhuǎn)信號(hào)位置，首先可用試驗(yàn)棒進(jìn)行表面深為0.05～0.1mm的螺紋車削(所有參數(shù)與需加工螺紋參數(shù)相同)，Z值為距螺紋起點(diǎn)右端面整數(shù)螺紋導(dǎo)程距離值，表面刻出螺旋線，確定螺紋車削起點(diǎn)，并在卡盤圓表面相應(yīng)位置刻線標(biāo)記(即使刻線和試驗(yàn)棒上螺旋起點(diǎn)同一軸向剖面內(nèi))。目的是使信號(hào)位置被記錄下來(lái)，卸下試驗(yàn)棒，裝夾上要車削或修復(fù)的螺紋工件，對(duì)刀時(shí)先將刀具轉(zhuǎn)到加工位置，再將車刀移至卡盤刻線部位，轉(zhuǎn)動(dòng)卡盤，使刻線對(duì)準(zhǔn)車刀主切削刃，然后主軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)刀尖至任意一個(gè)完整螺紋槽內(nèi)，記下對(duì)應(yīng)Z向絕對(duì)坐標(biāo)，最后計(jì)算車刀Z向定位起點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果修改程序中起點(diǎn)Z向坐標(biāo)。公式為z′=z+(n+2)t，n為當(dāng)前刀具所在螺紋槽到螺紋起點(diǎn)的螺紋槽的個(gè)數(shù)，t為螺距。

例：設(shè)當(dāng)前z值為-10，n為2，t為3，則

z′=z+(n+2)t=2

新加工起點(diǎn)Z向?yàn)?。

車削螺紋過(guò)程中裝刀和對(duì)刀至關(guān)重要，特別是二次車削(修復(fù))螺紋，要在已有螺紋溝槽基礎(chǔ)上進(jìn)行螺紋車削，其關(guān)鍵就是要實(shí)現(xiàn)加工時(shí)保證主軸零位信號(hào)位置與工件上已有螺紋螺旋線的起點(diǎn)相一致。

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在圓柱或圓錐表面上，沿著螺旋線所形成的具有規(guī)定牙型的連續(xù)凸起。凸起是指螺紋兩側(cè)面的實(shí)體部分。又稱牙。在機(jī)械加工中，螺紋是在一根圓柱形的軸上（或內(nèi)孔表面）用刀具或砂輪切成的，此時(shí)工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具沿著工件軸向移動(dòng)一定的距離，刀具在工件上切出的痕跡就是螺紋。

在外圓表面形成的螺紋稱外螺紋。在內(nèi)孔表面形成的螺紋稱內(nèi)螺紋。螺紋的基礎(chǔ)是圓軸表面的螺旋線。通常若螺紋的斷面為三角形，則叫三角螺紋；斷面為梯形叫做梯形螺紋；斷面為鋸齒形叫做鋸齒形螺紋；斷面為方形叫做方牙螺紋；斷面為圓弧形叫做圓弧形螺紋等等。

在當(dāng)前的數(shù)控車床中，螺紋切削通常有三種加工辦法：G32直進(jìn)式切削辦法、G92直進(jìn)式切削辦法和G76斜進(jìn)式切削辦法，因?yàn)榍邢鬓k法的不一樣，編程辦法不一樣，形成加工差錯(cuò)也不一樣。咱們?cè)诓僮魇褂蒙弦屑?xì)分析，爭(zhēng)奪加工出精度高的零件。

1、G32直進(jìn)式切削辦法，因?yàn)閮蛇吶幸黄鹱鳂I(yè)，切削力較大，而且排削艱難，因而在切削時(shí)，兩切削刃簡(jiǎn)單磨損。在切削螺距較大的螺紋時(shí)，因?yàn)榍邢魃疃容^大，刀刃磨損較快，然后形成螺紋中徑發(fā)生差錯(cuò)；可是其加工的牙形精度較高，因而通常多用于小螺距螺紋加工。因?yàn)槠涞毒咭苿?dòng)切削均靠編程來(lái)完結(jié)，所以加工程序較長(zhǎng)；因?yàn)榈度泻?jiǎn)單磨損，因而加工中要做到勤丈量。

2、G92直進(jìn)式切削辦法簡(jiǎn)化了編程，較G32指令提高了功率。

3、G76斜進(jìn)式切削辦法，因?yàn)闉閱蝹?cè)刃加工，加工刀刃簡(jiǎn)單損傷和磨損，使加工的螺紋面不直，刀尖角發(fā)生變化，而形成牙形精度較差。但因?yàn)槠錇閱蝹?cè)刃作業(yè)，刀具負(fù)載較小，排屑簡(jiǎn)單，而且切削深度為遞減式。因而，此加工辦法通常適用于大螺距螺紋加工。因?yàn)榇思庸まk法排屑簡(jiǎn)單，刀刃加工工況較好，在螺紋精度需求不高的情況下，此加工辦法更為便利。在加工較高精度螺紋時(shí)，可采用兩刀加工完結(jié)，既先用G76加工辦法進(jìn)行粗車，然后用G32加工辦法精車。但要留意刀具起始點(diǎn)要精確，否則簡(jiǎn)單亂扣，形成零件作廢。

螺紋加工完結(jié)后能夠經(jīng)過(guò)調(diào)查螺紋牙型判別螺紋質(zhì)量及時(shí)采納措施，當(dāng)螺紋牙頂未尖時(shí)，添加刀的切入量反而會(huì)使螺紋大徑增大，增很多視資料塑性而定，當(dāng)牙頂已被削尖時(shí)添加刀的切入量則大徑成份額減小，依據(jù)這一特色要正確對(duì)待螺紋的切入量，避免作廢。