利用宏指令加工双线圆弧型螺纹

李勇强

摘 要：数控车床提供了多种车削螺纹的功能，这是数控车床优越性的一个重要体现。但经济型数控车床简化了许多功能，特别是多头螺纹切削时，不能够自动分度，因此像图一双线圆弧型螺纹的加工就不能直接调用指令进行加工，本文借助经济型数控车床可加工连续螺纹的特点，利用宏指令实现粗、精加工双线圆弧型螺纹的方法，实现螺纹加工的自动粗、精加工，其通用性、灵活性、实用性强。

关键词：螺距；分度；宏指令；成型车刀

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）03-0072-02

1 前言

随着数控技术的快速发展以及数控车技能大赛的举行，在数控车竞赛中会经常遇到复杂螺纹的加工，如梯形螺纹、球面螺纹、圆弧形螺纹等。采用常规的数控编程指令不但程序量大，复杂，而且容易出错难以满足生产要求。在机械结构功能要求不断提高的同时，对一些零件的结构也提出了很高的要求，轴套内表面油槽的形状就是其中的一个代表。为了能更好的起到润滑的效果，油槽做成“∞”字型回路（双线圆弧型螺纹），这种油槽回路广泛的应用在机械传动的润滑当中。我校办工厂汽修车间新引进的轮式装载机工作装置中应用了许多轴套，其内表面有双向“∞”字形油槽（双线圆弧型螺纹），油槽的展开图如图1所示。为了提高油槽的加工质量和效率，本人在实际工作中总结了一种简单快捷的加工方法----双向借螺距的方法，来实现双“∞”油槽（双线圆弧型螺纹）的加工，现在一起来探讨一下。

2 双线圆弧型螺纹的加工的难点

上图双“∞”字油槽所示其实就是在不损坏密封槽的情况下实现大螺距旋双线圆弧螺纹的加工，不同设备实现这一功能的难点。

（1）在普通车、铣床上加工：加工精度低、效率低，劳动强度大，要设计挂轮以及分度盘的计算，且经常出现废品；

（2）在数控车床上加工：提高了加工效率和加工质量；

（3）在四轴加工中心上加工：设备昻贵，编程复杂。

3 在数控车床（FANUC Series OiMate-TD系统）上进行双线圆弧螺纹的加工

由于数控车床（FANUC Series OiMate-TD系统）中并没有多头螺纹的切削指令，因此像图一（双线圆弧型螺纹）的加工就不能直接调用指令进行加工，在满足同等要求下，使用双向借螺距的方法来实现图一（双线圆弧型螺纹）的加工，这也不失为一种解决问题的措施。下面就数控车床（FANUC Series OiMate-TD系统）的双线圆弧型螺纹的加工进行分析。

（1）在目前的数控车床中，螺纹切削一般有三种加工方法：G32单一直进式切削方法、G92单一固定循环直进式切削方法和G76斜进式切削方法，两种加工方法的编程指令。

1）G32编程背吃刀量分配方式一般为常量值，双刃切削，其每次背吃刀量一般由编程人员编程给出，车完停留在终点。

2）G92编程背吃刀量分配方式一般为常量值，双刃切削，其每次背吃刀量一般由编程人员编程给出，车完回到起点，实现单一固定循环。

3）G76编程背吃刀量分配方式一般为递减式，其切削为单刃切削，背吃刀量由控制系统自动计算给出。

（2）数控车床（FANUC Series OiMate-TD系统）的等螺纹的切削指令G92的特点：当前一个程序段为螺纹切削程序段时，而现在程序段也是螺纹切削，在切削开始时，检测起始角度信号，开始移动；G92编程背吃刀量分配方式一般为常量值，双刃切削。

G92 X（U）__Z（W）__F___ Q___（在此程序段中，Q值检测起始角度信号）

即可以加工分度螺纹，因此我们就利用这一特点，用分度螺距的方法来实现左右旋多线螺纹的加工。

4 双线圆弧型螺纹加工的工艺分析及编程

以图2为例，对该工件进行加工工艺分析及编程。该工件是轴套的润滑油槽，是一个典型的双“∞”字油槽（双线圆弧型螺纹）工件，导程为56mm，螺距为28mm，牙型为圆弧形，槽宽为4mm，槽深2mm，表面粗造度全部3.2，未注倒角0.5X45。，毛坯￠40X100.如图2所示。

4.1 加工工艺安排

（1）车平端面，钻中心空。

（2）一夹一顶，夹毛坯10mm，伸出90mm采用活动顶尖一顶。

（3）粗，精车外圆￠36至尺寸要求。

（4）粗，精车两个R2圆弧型槽。

（5）粗，精车右旋第一条圆弧型螺纹。

（6）利用螺纹指令Q值分度，粗，精车右旋第二条圆弧型螺纹。

（7）粗，精车左旋第一条圆弧型螺纹。

（8）利用螺纹指令Q值分度，粗，精车左旋第二条圆弧型螺纹。

（9）倒角、去毛刺然后切断取好总长68至尺寸要求。

（10）检查工件。

4.2 刀具的选择

（1）T1号刀的选择：需要车平端面和外圆￠36。故1号刀采用90。外圆车刀右偏刀，刀具材料选择P类（钨钛钴类YT15）。

（2）T2号刀的选择：需要车两R2圆弧槽和双线圆弧型螺纹。故2号刀采用R2圆弧型成型车刀。刀具材料选择高速工具钢（W6Mo5Cr4V2）。

对于R2圆弧型成型螺纹车刀，其几何角度为：

1）刀尖角等于R2圓弧型。

2）径向前角一般为0°～15°。螺纹车刀径向前角对牙型角有很大影响，为了减小队牙型角的影响，径向前角应取得小一些，=0°

3）工作后角一般取3°～5°。由于螺旋升角会使车刀沿进给方向 一侧的工作后角变小，使另一侧的后角增大，为了避免车刀后面与螺纹牙侧发生干涉；保证切削顺利进行，车刀沿进给方向一侧成工作后角加上螺纹升角；为了保证车刀的强度，另一侧的后角则磨成工作后角减去螺纹升角。对于车削右旋螺纹，即=（3°～5°）+；=（3°～5°）-。为了减少刀具数量和换刀时间，所以采用2号刀R2圆弧型成型车刀分别车右旋和左旋螺纹。

则==（3°～5°）+

因为tan=56/3.14 X 34 =27°

所以==（3°～5°）+27°=（30°～32°）

取==30°

如图3所示。

T3号刀的选择：根据加工工艺安排，最后需要切断取总长68。故3号刀采用切断刀，刀具材料选择高速工具钢（W6Mo5Cr4V2）。

以上所述是双线圆弧型螺纹的加工，此方法对于其他的多头螺纹加工也适用。同时，在应用时还需要注意以下几点：

（1）G92直进式切削方法，由于两侧刃同时工作，因此两侧刃磨损较大。加工时应充分浇注冷却液。

（2）根据不同的零件要求，合理的选择刀具各个几何角度；

（3）根据不同情况正确设定切削起始点、终止点的位置；

（4）由于大螺距螺纹的螺纹升角较大，且两侧忍同时工作，所以刀具两侧切削刃的刃磨后角等于工作后角加上最大螺纹升角ψ，即ao=（3o～5o）+ψ，但同时又要保证刀具的刚性。

参考文献

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