数控车加工多线螺纹的方法

随着机械行业的快速发展，对各种零件的螺纹精度和加工效率提出了更高的要求。多线螺纹是螺纹加工中常见的一种，可以成倍提高传动效率，传统制造中利用普通车床加工多线螺纹，由于效率低、精度差以及劳动强度高等弊端，逐渐被数控加工所取代。螺纹的加工原理螺纹的加工是靠刀具的移动与主轴回转同步运动来实现的，装在数控机床主轴上的位置编码器实时读取主轴的转速，并转换为刀具的进给速度。通常，螺纹的切削是沿着同样的刀具轨迹从粗切到精切重复进行，因为螺纹切削是在主轴上的位置编码器输出一转信号时开始的，所以螺纹切削是从固定点开始且刀具在工件上的切削轨迹不变。多线螺纹的分线方法多线螺纹是在普通螺纹的基础上增加分线的工序，常采用的有轴向分线法和圆周角度分线法。轴向分线法是在车好一条螺旋线之后，把车刀沿螺纹轴线方向移动一个螺距再车第二条螺旋槽，这种方法适合主轴上没有安装位置检测装置的机床，它适合加工一些起始点在工件的任何一侧而不是中部的螺纹，否则可能会发生刀具与工件干涉。圆周角度分线法是根据螺旋线在圆周上等距分布的特点，利用等分圆周角度来分线。采用圆周角度分线法需要机床主轴具有分度功能，但在加工过程中不受任何限制，这种方法对于一些有特殊要求的螺纹更为实用。实例验证以加工如下图所示产品外表面6线矩形螺纹为例，用两种方法来说明在数控车床上是如何加工多线螺纹的。工件的6线矩形螺纹首先，分析该工件螺纹为6线矩形螺纹，螺纹的起始点在工件的中间部位，如果采用轴向分线法，两端的退刀槽都没有足够的刀具移动空间，轴向移动螺纹起点必然造成刀尖与工件干涉。因此，选用圆周角度分线法，该螺纹为6条螺旋线，分线角度为360°/6＝60°。选用与螺旋槽相同宽度且带有螺旋升角的矩形螺纹刀，以减少刀具与工件的切削抗力。螺旋升角的计算公式为：tanψ＝nP/πd2，其中ψ为螺纹升角，nP为螺纹导程（n为螺纹线数，P为螺距），d2为中径。（1）此程序利用机床螺纹加工指令G32，并由宏指令控制加工该6线螺纹（FANUC0i系统）：G54

工件坐标系选择G28U0W0

返回原点（换刀点）T0101

选刀S50M03

主轴50r/min，正转M08

冷却开N10#1=0

为变量赋初值N20#2=68

为变量赋初值N30G00Z-31

到螺纹起刀点X#2G32Z-121F44Q#1

螺纹切削指令，Q为螺纹起始角度值，单位为0.001°G00X70

退刀#2=#2-0.1

切削以每次0.1mm为吃刀量IF[#2GE64.5]GOTO30

如果变量值≥64.5，则跳到N30句，否则向下#1=#1+60000

变量以60°递增（分线角度为60°）IF[#1LT360000]

GOTO20如果变量值＜360°，跳到N20句，否则向下G28U0W0

返回原点（换刀点）M05

主轴停转M09

冷却关M30

程序结束并返回（2）此程序为车削中心利用C轴与Z轴两轴联动插补功能，采用圆柱坐标编程，并由宏指令控制加工该6线螺纹：G54

工件坐标系选择G28U0W0

返回原点（换刀点）T0101

选刀M43

启动C轴功能G00C0

C轴定位0°M08

冷却开N10#1=0

为变量赋初值N20#2=68

为变量赋初值N30G00C＃1

到螺纹起刀点X#2G01G98Z-122H-744.545F1200

H为C的增量地址，利用Z、C轴联动加工，进给速度1200mm/minG00X70

退刀Z-31#2=#2-0.1

切削以每次0.1mm为吃刀量IF[#2GE64.5]GOTO30

如果变量值≥64.5，则跳到N30句，否则向下#1=#1+60

变量以60°递增（分线角度为60°）IF[#1LT360]GOTO20

如果变量值＜360°，跳到N20句执行，否则向下G28U0W0

返回原点（换刀点）M40

C轴功能取消M09

冷却关M30

程序结束并返回其中C轴所转角度计算如下：H＝（螺纹起始点与终止点的距离/螺纹导程）×360°。该程序走刀速度可由机床倍率开关控制，方便在加工过程中的调整，也能二次装夹修复螺纹