钳工小螺纹加工分析

马明星

摘要：随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。并且，随着数控机床的普及，现在螺纹加工已经广泛使用了数控机床。由于数控机床本身在速度控制、位置控制和精度控制等方面的特点，数控机床螺纹加工与传统螺纹加工方式相比，在精度控制、加工效率等方面都具有明显的优势，大大提高了精度和加工效率。而螺纹加工是数控车床系统中的重要功能。

关键词：螺纹轴加工实践研究分析

引言：不同数控系统的螺纹加工指令略有差异，实际应用时按所使用数控系统的要求编程。但目前的编程手册和教材，只对各指令的功能含义进行说明，而缺乏从工艺合理性的角度论述，对每个指令适合加工何种情况下的何种螺纹，缺少深入的分析和说明，给企业编程人员带来选择上的不便。同时，市场对产品的质量和生产效率提出了越来越高的要求。根据数控车削加工的工艺方法，安排工序的先后顺序，确定刀具的选择和切削用量的选择等设计。因此，零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点。

一、螺纹加工指令

1.等螺距螺纹切削指令

编程格式：G32X（U）＿Z（W）＿F（I）＿J＿K＿Q，式中：X（U）、Z（W）是螺纹终点坐标；F是螺纹导程；I是英制螺纹每英寸的牙数；J为螺纹退尾时在短轴方向的移动量；K为螺纹退尾时在长轴方向的移动量；Q为主轴一转的信号与螺纹切削起点的偏移角度。F、I、J、K为模态值，Q为非模态值。主要功能是该指令用于车削公制或英制等螺距圆柱螺纹、锥螺纹、端面螺纹。

2.变螺距螺纹切削指令

编程格式：G34X（U）＿Z（W）＿F（I）＿J＿K＿R式中，X（U）、Z（W）J、K的意义与G32一致；F是从起点坐标开始的第一个螺距的公制螺纹的螺距；I是从起点坐标开始的第一个螺距的英制螺纹的每英寸的牙数；R为主轴每转螺距的增量值，R有方向性，R为正值时螺距递增，R为负值时螺距递减。主要功能是该指令用于车削公制或英制变螺距的圆柱螺

纹、锥螺纹和端面螺纹。

3.轴攻丝循环切削指令

编程格式：G33Z（W）＿F（I）＿L式中，Z（W）、F、I的意义与G32一致；L为多头螺纹的头数，取值范围1～99，省略时默认为1头。主要功能是刀具的运动轨迹是从起点到终点，再从终点回到起点。运动过程中主轴每转一圈Z轴移动一个螺距，与丝锥的螺距始终保持一致，在工件内孔形成一条螺旋切槽，可以一次切削完成内孔的螺纹加工。该指令用于车削公制或英制等螺距的内螺纹。G33循环过程［1］如下：

3.1Z轴进刀攻螺纹（G33前必须先开启主轴）；

3.2到达G33后指定的Z坐标后，M05信号输出。

3.3螺纹车削循环指令

编程格式：圆柱螺纹：G92X(U)＿Z(W)＿F＿圆锥螺纹：G92X(U)＿Z(W)＿R＿F＿式中：X（U）、Z（W）为螺纹终点坐标；R表示螺纹的锥度，其值为锥螺纹切削起点和终点的绝对坐标的差值（半径值）；F是螺纹导程；I是英制螺纹每英寸的牙数。功能：该指令把“切入－螺纹切削－退刀－返回”四个动作作为一个循环，完成工件圆柱螺纹和圆锥螺纹的切削固定循环。刀具从循环起点开始，按A、B、C、D进行自动循环，最后又回到循环起点A按R快速移动，实线表示按F指定的工作进给速度移动。

4.螺纹切削复合循环指令

格式：G76P（m）（r）（a）＿Q（Δdmin）R（d）＿G76X（u）＿Z（w）＿R（i）＿P（k）＿Q（Δd）

＿F（I）式中：P地址后的m是精加工重复次数（1～99），该值为模态值；r是螺纹退尾长度，当螺距由L表示时，可以从00到99设定，单位为0．1L，该值是模态；a为刀尖角度，m、r和a用地址P同时指定；Δdmin为最小切深，用半径值指定；d是精加工余量，该值是模态的。X（U）、Z（W）为螺纹终点坐标；i为螺纹锥度，即螺纹切削起始点与切削终点的半径差，如i＝0或缺省，系统按普通直螺纹处理；k为螺纹牙高，即螺纹总的切削深度，半径值；△d为第一刀切削深度（半径值）；F为公制螺纹螺距，I是英制螺纹每英寸的牙数。主要功能是该指令用于车削公制或英制等螺距圆柱螺纹、圆锥螺纹，不能加工端面螺纹。

二、常用螺纹加工指令的应用辨析

1.中小螺距的加工

G32直进式切削方法，由于两侧刀刃同时工作，切削力较大，排屑困难，因此在切削时，两切削刃容易磨损。在切削较大的螺距螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而降低螺纹中径的加工精度；但是由于在一次加工中完成牙形，只要刀具本身有较好的牙形精度，则其加工的牙形精度亦较高。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。一般多用于小螺距螺纹加工。G92和G32一样，也采用了直进式切削方法，但程序中已经内含了进刀和退刀过程，简化了编程，较G32指令提高了效率。适用于中小螺距的加工。

2.大螺距螺纹加工

G76采用斜进式切削方法。由于为单侧刃加工，加工刀刃单边磨损，牙形两侧质量不一致，使加工的螺纹面不直，刀尖角易发生变化，从而影响牙形精度。但由于其为单侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易，并且切削深度为开平方式递减，每刀切削层截面积恒定，保证了刀具受力维持在设定的水平。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，此加工方法更为快捷方便。另外，编程简洁方便，并且在同一程序中可以根据需要设定最后的精车吃刀量。此加工方法一般适用于大中螺距螺纹加工。

3.高精度螺纹加工

在加工较高精度螺纹时，可采用两把刀加工完成，即先用加工效率高而编程简洁的G76加工方法进行粗车，然后用G32或G92加工方法精车。但要精确对刀，保证刀具起始点位置准确，不然容易乱扣，造成零件报废。

三、.螺纹的修正与分析

1.螺纹牙形的修正与分析

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，由于常用的螺纹材料皆为塑性材料，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，塑性越好，增大越明显。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。对一般紧固螺纹，大径超差时可以用平刀修光。

2.螺纹中径的修正与分析

在粗加工完成后要及时测量，适当调整刀补。对传动螺纹，螺纹中径一旦加工小了，就会造成零件报废，故要复合螺纹切削循环应用。另外，在调试时，判断焊接过程中，预热闪光阶段进入到连续闪光阶段的条件是关键，如果一直处于预热闪光阶段，无法自动进入到连续闪光状态，而闪光长度已经运动完成，就必须对焊接状态进行干预，使之进入到连续闪光状态，这可能影响焊接质量，对这样的状态必须要保持

记录。

结语：综上所述，该控制系统原来是国外引进的设备，由电子系统构成，经过长期使用，可靠性不高。经过运行调试，该系统能够满足大截面材料闪光焊接控制要求，性能稳定。精密车削这种传统的切削方法，在螺纹轴的加工中具有加工精度高、加工时间短及加工效率高等优点。并为精密、超精密车削结构和形状更为复杂的工件打下良好的技术基础。

参考文献：

［1］李艳华 简析PLC控制步进电机在自动堆焊中的应用［J］．电焊机，2012（08）

［2］刘永智 浅谈螺纹数控车削指令的比较与应用［J］．现代制造技术与装备，2013（09）

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