提高数控车削螺纹精度的方法

　　在机械制造业中采用数控车削的方法加工螺纹是目前常用的方法。与普通车削相比，螺纹车削的进给速度要高出10倍，螺纹刀片刀尖处的作用力要高100～1000倍，切削速度较快，切削力较大和作用力聚集范围较窄导致螺纹的加工难度高。笔者通过大量的实验，认为要从刀具的几何参数、切屑液和程序的编辑3个方面来提高数控车削螺纹的精度。

图1接头零件(45钢)

图2螺纹车刀

图3G92直进式切削方法

图4G76斜进式切削方法

　　一、选择合理的刀具几何参数

　　由图1可知该螺纹属于细牙普通螺纹，选择硬质合金三角形外螺纹车刀。螺纹车刀的几何形状见图2。

　　在螺纹刀的两个切削刃上磨出宽度为0.2～0.4mm的倒棱，其g=5°，由于高速切削螺纹的时候实际牙型角会扩大，因此刀尖角应减小30'，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。

　　二、选择合适的切削液

　　车削螺纹时，恰当地使用切削液，能降低切削时产生的热量，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。

　　三、对编辑的加工程序合理地进行工艺处理

　　例如使用广州数控系统-GSK980T，该系统螺纹编程指令有G32、G92、G76。其中G32是简单螺纹切削指令，显然不适合，G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式，G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式，由于切削方法的不同，编程方法不同，造成加工误差也不同。在操作使用上要仔细分析，采用合适的编辑指令才能加工出精度高的零件。

　　G92和G76的加工误差分析：

　　G92直进式切削方法，如图3所示。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，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差：但是其加工的牙形精度较高，因此一般多用于小螺距螺纹加工。

　　G76斜进式切削方法，如图4所示。由于为单侧刃加工，加工刀刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。但由于其为单侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易，并且切削深度为递减式。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，刀刃加工工况较好，在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为方便。

　　从以上对比分析可以看出，只简单利用一个指令进行车削螺纹是不够完善的，采用G92、G76混用进行编程，即先用G76进行螺纹粗加工，再用G92进行精加工的方式在螺纹加工中将有两大优点：一方面可以避免因切削量大而产生的变形：另一方面能够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。

　　根据以上分析，采用GSK980T数控系统所编制的螺纹加工程序如下：

　　01234：程序号

　　……：(省略外圆加工程序)

　　T0303：调3号螺纹车刀

　　G00X37.0Z5.0：快速定位螺纹加工起点

　　G76P010160Q25R0.05：用G76螺纹车削循环指令

　　G76X34.45Z-58.0P775Q350F1.5：粗车M36×1.5螺纹部分

　　G00X37.0Z5.0：快速定位到76螺纹加工起点

　　G92X34.4Z-58.0F1.5：用G92螺纹车削循环指令

　　X34.376：精车螺纹

　　X34.376：

　　G00X100Z100M05：返回安全点，主轴停止转动

　　M30：程序结束，返回程序起始段