数控车床普通螺纹

提示：

在数控车床上可以车削米制、英寸制、模数和径节制四种标准螺纹，无论车削哪一种螺纹，车床主轴与刀具之间必须保持严格的运动关系：即主轴每转一转（即工件转一转），刀具应均匀地移动一个（工件的）导程的距离。以下通过对普通螺纹的分析，加强对普通螺纹的了解，以便更好的加工普通螺纹。

一、普通螺纹的尺寸分析

数控车床对普通螺纹的加工需要一系列尺寸，普通螺纹加工所需的尺寸计算分析主要包括以下两个方面：

1、螺纹加工前工件直径

考虑螺纹加工牙型的膨胀量，螺纹加工前工件直径D／D－0.1P，即螺纹大径减0.1螺距，一般根据材料变形能力小取比螺纹大径小0.1到0.5。

2、螺纹加工进刀量

螺纹加进刀量可以参考螺纹底径，即螺纹刀最终进刀位置。

螺纹小径为：大径－2倍牙高；牙高＝0.54P（P为螺距）

螺纹加工的进刀量应不断减少，具体进刀量根据刀具及工作材料进行选择。

二、普通螺纹刀具的装刀与对刀

车刀安装得过高或过低过高，则吃刀到一定深度时，车刀的后刀面顶住工件，增大摩擦力，甚至把工件顶弯，造成啃刀现象；过低，则切屑不易排出，车刀径向力的方向是工件中心，加上横进丝杠与螺母间隙过大，致使吃刀深度不断自动趋向加深，从而把工件抬起，出现啃刀。此时，应及时调整车刀高度，使其刀尖与工件的轴线等高（可利用尾座顶尖对刀）。在粗车和半精车时，刀尖位置比工件的出中心高1％D左右（D表示被加工工件直径）。

工件装夹不牢工件本身的刚性不能承受车削时的切削力，因而产生过大的挠度，改变了车刀与工件的中心高度（工件被抬高了），形成切削深度突增，出现啃刀，此时应把工件装夹牢固，可使用尾座顶尖等，以增加工件刚性。

普通螺纹的对刀方法有试切法对刀和对刀仪自动对刀，可以直接用刀具试切对刀，也可以用G50设置工件零点，用工件移设置工件零点进行对刀。螺纹加工对刀要求不是很高，特别是Z向对刀没有严格的限制，可以根据编程加工要求而定。

三、普通螺纹的编程加工

在目前的数控车床中，螺纹切削一般有三种加工方法：G32直进式切削方法、G92直进式切削方法和G76斜进式切削方法，由于切削方法的不同，编程方法不同，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。

1、G32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。由于其刀具移动切削均靠编程来完成，所以加工程序较长；由于刀刃容易磨损，因此加工中要做到勤测量。

2、G92直进式切削方法简化了编程，较G32指令提高了效率。

3、G76斜进式切削方法，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。更多数控知识微信搜索公众号“数控编程教学”免费领取教程，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。在加工较高精度螺纹时，可采用两刀加工完成，既先用G76加工方法进行粗车，然后用G32加工方法精车。但要注意刀具起始点要准确，不然容易乱扣，造成零件报废。

4、螺纹加工完成后可以通过观察螺纹牙型判断螺纹质量及时采取措施，当螺纹牙顶未尖时，增加刀的切入量反而会使螺纹大径增大，增大量视材料塑性而定，当牙顶已被削尖时增加刀的切入量则大径成比例减小，根据这一特点要正确对待螺纹的切入量，防止报废。

四、普通螺纹的检测

对于一般标准螺纹，都采用螺纹环规或塞规来测量。在测量外螺纹时，如果螺纹“过端”环规正好旋进，而“止端”环规旋不进，则说明所加工的螺纹符合要求，反之就不合格。测量内螺纹时，采用螺纹塞规，以相同的方法进行测量。除螺纹环规或塞规测量外还可以利用其它量具进行测量，用螺纹千分尺测量测量螺纹中径，用齿厚游标卡尺测量梯形螺纹中径牙厚和蜗杆节径齿厚，采用量针根据三针测量法测量螺纹中径。

在螺纹车削过程中，经常会因螺纹刀具磨损，崩刀而需重新装刀对刀，装刀对刀的好坏直接影响车削螺纹的精度，特别是螺纹的修复车削，需二次装夹二次对刀，制约了数控车床加工螺纹的加工效率，螺纹精度要求较高时，如梯形螺纹还需两侧面进行精加工，需先粗加工后换精车刀进行精加工，如果不能很好地解决加工过程中的装刀对刀问题，数控车削螺纹将不能得到很好的应用。

1. 螺纹在数控车床中加工的原理

数控车削螺纹与普通车床车螺纹有着很大的区别，普通车床是通过齿轮机械传递与丝杠联动后车削，即主轴每转一转，刀架移动一个螺纹的导程，在整个螺纹加工过程中这条传动链不能断开，否则会乱扣。而数控车削是通过主轴上安装的编码器发出脉冲信号进入数控系统，有数控系统进行运算控制，发出指令控制伺服电机通过滚珠丝杠控制刀具进行移动，实现螺纹的车削，为了让螺纹车削在多走刀时不乱扣，通过检测脉冲信号来控制螺纹的起始加工位置，当程序加工开始时，主轴旋转，刀具等待主轴编码器发出同步信号(零位信号)后，进行车削运动，那么车削第二刀螺纹时，刀具回到上次车削的起始点位置，还是等待接收到同步信号(零位信号)后再次车削，这样车削螺纹始终在同一螺旋线上，所以不会产生乱扣现象。

2. 螺纹车削装刀对刀中存在的问题

(1)首次车削装夹刀具

在首次装夹螺纹刀时会产生螺纹刀刀尖与工件回转中心不等高现象，一般常见于焊接刀，由于制造粗糙，刀杆尺寸不精确，中心高需加垫片进行调整，中心高低影响刀具车削后的实际几何角度。装刀时刀尖角装偏，易产生螺纹牙型角误差，产生齿形歪斜。螺纹刀伸出过长，加工时会产生震刀，影响螺纹表面粗糙度。

(2)粗精车刀对刀

在加工高精度螺纹及梯形螺纹过程中，需用两把螺纹刀粗精车分开，两把刀对刀产生偏移大(特别是Z向)会使螺纹中径变大产生报废。

(3)修复工件对刀

修复工件对刀由于二次装夹工件，修复的螺旋线与编码器一转信号发生了变化，再次修复加工时会产生乱扣。

　3. 解决问题的方法

(1)螺纹刀刀尖必须与工件回转中心保持等高，刀具刃磨后用对刀样板靠在工件轴线上进行对刀，保持刀尖角安装正确。如使用数控机夹刀具，由于刀杆制造精度高，一般只要把刀杆靠紧刀架的侧边即可。

(2)粗精加工螺纹刀对刀采用设定某一点为基准点，采用通常方法对刀即可，在实际的对刀过程中采用试切法只要稍加调整一下刀补。

(3)在螺纹加工中，如出现刀具磨损或者崩刀的现象，需重新刃磨刀具后对刀，工件未取下修复，只需把螺纹刀安装的位置与拆下前位置重合在一起，这等同于同一把车刀加工。

(4)如修复已拆下的工件，这时确定加工起点位置才能进行修复加工工作，如何确定加工起点与一转信号位置，首先可用试验棒进行表面深为0.05～0.1mm的螺纹车削(所有参数与需加工螺纹参数相同)，Z值为距螺纹起点右端面整数螺纹导程距离值，表面刻出螺旋线，确定螺纹车削起点，并在卡盘圆表面相应位置刻线标记(即使刻线和试验棒上螺旋起点同一轴向剖面内)。目的是使信号位置被记录下来，卸下试验棒，装夹上要车削或修复的螺纹工件，对刀时先将刀具转到加工位置，再将车刀移至卡盘刻线部位，转动卡盘，使刻线对准车刀主切削刃，然后主轴不转动，移动刀尖至任意一个完整螺纹槽内，记下对应Z向绝对坐标，最后计算车刀Z向定位起点坐标，根据计算结果修改程序中起点Z向坐标。公式为z′=z+(n+2)t，n为当前刀具所在螺纹槽到螺纹起点的螺纹槽的个数，t为螺距。

例：设当前z值为-10，n为2，t为3，则

z′=z+(n+2)t=2

新加工起点Z向为2。

车削螺纹过程中装刀和对刀至关重要，特别是二次车削(修复)螺纹，要在已有螺纹沟槽基础上进行螺纹车削，其关键就是要实现加工时保证主轴零位信号位置与工件上已有螺纹螺旋线的起点相一致。

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在圆柱或圆锥表面上，沿着螺旋线所形成的具有规定牙型的连续凸起。凸起是指螺纹两侧面的实体部分。又称牙。在机械加工中，螺纹是在一根圆柱形的轴上（或内孔表面）用刀具或砂轮切成的，此时工件转一转，刀具沿着工件轴向移动一定的距离，刀具在工件上切出的痕迹就是螺纹。

在外圆表面形成的螺纹称外螺纹。在内孔表面形成的螺纹称内螺纹。螺纹的基础是圆轴表面的螺旋线。通常若螺纹的断面为三角形，则叫三角螺纹；断面为梯形叫做梯形螺纹；断面为锯齿形叫做锯齿形螺纹；断面为方形叫做方牙螺纹；断面为圆弧形叫做圆弧形螺纹等等。

在当前的数控车床中，螺纹切削通常有三种加工办法：G32直进式切削办法、G92直进式切削办法和G76斜进式切削办法，因为切削办法的不一样，编程办法不一样，形成加工差错也不一样。咱们在操作使用上要仔细分析，争夺加工出精度高的零件。

1、G32直进式切削办法，因为两边刃一起作业，切削力较大，而且排削艰难，因而在切削时，两切削刃简单磨损。在切削螺距较大的螺纹时，因为切削深度较大，刀刃磨损较快，然后形成螺纹中径发生差错；可是其加工的牙形精度较高，因而通常多用于小螺距螺纹加工。因为其刀具移动切削均靠编程来完结，所以加工程序较长；因为刀刃简单磨损，因而加工中要做到勤丈量。

2、G92直进式切削办法简化了编程，较G32指令提高了功率。

3、G76斜进式切削办法，因为为单侧刃加工，加工刀刃简单损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而形成牙形精度较差。但因为其为单侧刃作业，刀具负载较小，排屑简单，而且切削深度为递减式。因而，此加工办法通常适用于大螺距螺纹加工。因为此加工办法排屑简单，刀刃加工工况较好，在螺纹精度需求不高的情况下，此加工办法更为便利。在加工较高精度螺纹时，可采用两刀加工完结，既先用G76加工办法进行粗车，然后用G32加工办法精车。但要留意刀具起始点要精确，否则简单乱扣，形成零件作废。

螺纹加工完结后能够经过调查螺纹牙型判别螺纹质量及时采纳措施，当螺纹牙顶未尖时，添加刀的切入量反而会使螺纹大径增大，增很多视资料塑性而定，当牙顶已被削尖时添加刀的切入量则大径成份额减小，依据这一特色要正确对待螺纹的切入量，避免作废。