多头螺纹数控车床加工步骤（zhòu）和（hé）方法，超实用！

在现代工（gōng）业生产中，利用（yòng）数（shù）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（yuàn）校的数控（kòng）车床实习培（péi）训（xùn）教学中普遍存在如下现象：部分教师和绝大多数学生（shēng）对螺（luó）纹加工感到棘手，特别是加工多（duō）头螺纹（wén），更加无所适从。下面通过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（luó）纹的基本特性

在机（jī）械制造中，螺纹联接被广泛应用，例如数控车床的主轴与卡盘（pán）的联结，方刀架上（shàng）螺钉对刀具的坚固，丝杠螺母（mǔ）的传动等。它是（shì）在圆柱或圆（yuán）锥（zhuī）表面（miàn）上沿着螺（luó）旋（xuán）线所形成的具有（yǒu）规定牙型的连续凸起和沟槽，有外螺纹和内螺（luó）纹两种。按照螺纹剖面形状的不同，主要有三角（jiǎo）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（wén）和多线螺纹。在各种机械中，螺纹零（líng）件的作用主要有以下几点：一是用（yòng）于连接、紧固;二是用于传递（dì）动力，改变运动形式。三角螺（luó）纹常用（yòng）于连接、坚固;梯形螺纹和矩形螺纹（wén）常用于传递动力，改变运动形式。由于用途不同，它们的（de）技术要求和加工方（fāng）法也不一样。

二、加工方法

螺（luó）纹（wén）的加工（gōng），随着（zhe）科学技术的（de）发展，除采用普（pǔ）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（tí）高（gāo）工作效率，并且能保证螺纹加（jiā）工（gōng）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（chéng）螺（luó）纹，编程任务重，程（chéng）序复杂;而采（cǎi）用指令G92，可以实现简单螺（luó）纹切削循环，使（shǐ）程序编辑大为简化，但要求工（gōng）件坯料（liào）事先必须经（jīng）过粗加工。指令G76，克服了指令G92的缺点，可以将工件从坯料（liào）到成品螺纹一次（cì）性加工（gōng）完成（chéng）。且程序简（jiǎn）捷，可节省编程（chéng）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（jià）并用（yòng）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（huò）者（zhě）打开挂轮箱，调整齿轮啮（niè）合相位，再依次加工其（qí）余各头螺纹。受普（pǔ）通车床丝杠螺距误差、挂轮箱（xiāng）传动误差、小拖板移动误差等多方面的（de）影响，多头螺纹的导程和螺距（jù）难（nán）以（yǐ）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（zhì）打（dǎ）刀等问题，一旦换刀，新刀必须（xū）精确定位在未完成的那条螺（luó）纹线上。这（zhè）一切都要求操作者具备丰富的经验和高（gāo）超的技能（néng）。然而，在批量生产中，单（dān）靠操作（zuò）者的（de）个人经验和技能是不（bú）能保证生产效率和产品质量的。在制造业（yè）现代化的今天，高精度数控机床和（hé）高性能数（shù）控系统的应（yīng）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（wéi）例，说明多头螺纹的数控（kòng）加工过程：

工（gōng）件要求：螺纹长度（dù）为25mm，两头倒角为2×45°、牙表面粗糙度（dù）为Ra3.2的螺纹。采用的材料是为45#圆钢坯（pī）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（de）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（chóng）要依据)的双线螺;大径为30，公差（chà）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（qiú）较松；中（zhōng）径为29.026，公差带为（wéi）5 g，查得其尺寸上偏差为-0.032、下（xià）偏（piān）差为-0.150，公差为（wéi）0.118，公差要求较紧;小径按照大径（jìng）减去车削深度确定。螺纹的总（zǒng）背吃刀量ap与螺距的关系近经验公式（shì）ap≈0.65P，每次的背吃刀量按照初（chū）精加（jiā）工及材料来确定。大径是车削螺（luó）纹毛坏外圆的编程依（yī）据，中径是螺纹尺寸（cùn）检测（cè）的标准和调试螺纹程序的依据，小径是编制螺纹加工程（chéng）序的依据。两边（biān）留有（yǒu）一定尺寸的车刀退刀槽。

2、正（zhèng）确选择加工刀具。螺纹车刀（dāo）的种类（lèi）、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（de）加工阶段来确（què）定（dìng）。对于45#圆钢材质，宜选用YT15硬质合金车刀（dāo），该刀具材料既适合（hé）于粗加工也适合于精（jīng）加工，通用性（xìng）较强，对数控车床（chuáng）加（jiā）工螺纹而言是比较适合的。另外，还需（xū）要（yào）考虑螺纹的形状误差与磨制的螺纹车刀的角度、对称度。车（chē）削45钢螺纹，刃倾角为10°，主后角为6°，副后角（jiǎo）为4°，刀尖角为59°16’，左右刃为直线（xiàn），而刀尖（jiān）圆弧（hú）半径则由公式R=0.144P确定(其中P为螺距)，刀尖（jiān）圆角半径很小在（zài）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（jiǎ）定毛坯已经按要（yào）求加工，螺纹车刀为T0303，采用（yòng）如下两种方（fāng）法来进行编程加工。

1.用G92指令来加（jiā）工圆柱型多头螺（luó）纹。G92指令是简单螺纹（wén）切削循环指令，我们可以（yǐ）利用先加工一个单线螺纹，然后根（gēn）据多头螺纹的结构特性，在Z轴方向上移（yí）过一个螺距，从而实现多头螺纹的加工。程序编辑如图（tú）。(工件原点（diǎn）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（chéng）时，除了考虑螺（luó）纹导程(F值)外，还（hái）要考虑螺纹的头数(P值（zhí）)来（lái）说明螺（luó）纹轴向的分度角。

式中：X、Z——绝对尺寸编程的螺（luó）纹终点坐标(采用直（zhí）径编程)。

U、W——增量尺寸编程的螺纹终点（diǎn）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（zhù）意对以下问题的（de）控制：(1)主轴转速S280的（de）确定。由于数控车床加工螺纹（wén）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（yàn）公式S 1200/P-80来确定(式中P为螺纹的导程)，S不能（néng）超过320r/min，故取S280 r/min。(2)表面粗糙（cāo）度要求。螺纹（wén）加工（gōng）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（biǎo）面，达到Ra3.2要求。(3)批量加工过（guò）程控制。对（duì）试件切削（xuē）运行程序之前除（chú）正常要求对（duì）刀外，在FANUC数控系统中要设（shè）定刀具（jù）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（jù），将（jiāng）磨损值减少0.2，进行第二次自动加工，并（bìng）将测量数据记录，以后将磨损补（bǔ）偿值的递减幅度减少并（bìng）观察它（tā）的减幅与中径的减幅（fú）的关系，重（chóng）复（fù）进行，直至将中径尺寸调试到公差带的中心为止。在（zài）以后的（de）批量加工中（zhōng），尺寸的变化可以用螺纹环规抽检，并通过更改程（chéng）序中（zhōng）的X数据（jù），也可以通过调整刀具磨损值进行补偿。