數(shù)控加工錐螺紋

尤從政

摘 要：隨著工程中螺紋連接的廣泛應(yīng)用和數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展。數(shù)控系統(tǒng)的不同，螺紋加工的指令也有所不同。本文主要介紹利用數(shù)控加工圓錐螺紋的特點(diǎn)和方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)控編程；螺紋車削指令；圓錐螺紋

中圖分類號(hào)：TG547 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）11-0045-02

1 圓錐螺紋的用途與作用

圓錐螺紋的牙型角為60度，主要靠連接過程中牙的變形來達(dá)到緊密性的目的，常用于管接頭。

圓錐管螺紋的錐度是16：1，圓錐管螺紋主要用于密封氣體和液體，由于這一特性，使得的可以使生料帶均勻地纏繞在螺紋上，使其具有更好的密閉性，另外圓錐管螺紋所使用的鐵管壁相對(duì)較厚，擁有很高的耐壓性。

圓錐管螺紋具有密封特性的主要的原因有兩點(diǎn)：

（1）圓錐管螺紋的牙形具有完全吻合的特性。（2）由于錐度的存在，圓錐管螺紋在與同樣的圓柱螺紋或錐螺紋配合時(shí)擁有有自緊作用。

現(xiàn)實(shí)中，由于加工精度等諸多原因，通常都是加填充物的，比如：生料帶、麻絲白漆等等。常見引起不能干密封的諸多原應(yīng)力可能有：牙形精度不夠、端面不夠垂直。

例：外錐螺紋與內(nèi)錐螺紋加工配合。

用G92編寫（圖1）零件的加工程序如下：

G92 X（U）_Z（W）_R_F_

經(jīng)計(jì)算得R=-3.125

加工程序如下：

O0001

M03S200T0202

G99

G0X52.0Z10.0

#1=0.2（變量賦值）

N10G0Z10.0

#2=[3.5-#1]*TAN15

G92X[50-2*#1]Z-50.0R3.125F6.0

G0Z[10+#2+X]（向Z軸正方向偏移一個(gè)距離）

G92X[50-2*#1]Z-50.0R3.125F6.0

G0Z[10+#2-X] （向Z軸負(fù)方向偏移一個(gè)距離）

G92X[50-2*#1]Z-50.0R3.125F6.0

#1=#1+0.1

IF[#1LE3.5]GOTO10（如果#1小于等于3.5，進(jìn)入循環(huán)體10，反之就退刀）

G0X100.0Z100.0

M05

M30

2 圓錐度螺紋編程數(shù)據(jù)計(jì)算

如圖2所示，這里簡單介紹一下G92指令。

G92為簡單螺紋循環(huán)指令，該指令可以用于加工圓柱螺紋或圓錐螺紋。

指令格式：G92 X_Z_R_F_

其中P1為起始點(diǎn)，X_Z_是螺紋終點(diǎn)P3的坐標(biāo)。P3、P4是加工完后的退刀距離。R是切削終點(diǎn)P3到起點(diǎn)P2的X軸向量，R主要體現(xiàn)錐度的大小。如錐度為1：8，則R的值為：L/（8×2），刀尖到端面為10mm，退刀距離P4P3為1mm（單邊量）則：

錐螺紋長度：52.4+10=62.4

R值：-[62.4/（16×2）]=-1.95

螺距：每25.4mml0牙，即2.54mm

則車螺紋程序?yàn)椋?/p>

G00X75Z10快進(jìn)到起點(diǎn)

G92U-3.2W-62.4R-1.95F2.54

（進(jìn)給量3.2-2=1.2）

U-4進(jìn)給量4-3.2=0.8

U-4.5進(jìn)給量4.5-4=0.5

U-4.84進(jìn)給量4.84-4.5=0.34

通常油管螺紋單項(xiàng)測量儀測得的是25.4mm長度上直徑的變化量，如平式油管螺紋每25.4mm10牙，則測10個(gè)螺距上直徑的變化量。錐度是個(gè)比值，單位一致的情況下兩兩抵消，就變成一個(gè)無量綱的數(shù)了。如錐度1：16的標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)應(yīng)為：1/16=0.0625，錐度千分表瀆數(shù)應(yīng)為62.5。有些生產(chǎn)廠家為了保證更好的加工質(zhì)量，對(duì)錐度的控制范圍做了嚴(yán)格的規(guī)定，其最佳值不一定是62.5，編程時(shí)必須會(huì)根據(jù)最佳的錐度值編程。似設(shè)最佳錐度值為0.065，此時(shí)有以下關(guān)系成立：

錐度長度為L，直徑變化量：L×65×0.001

R的絕對(duì)值：（L×65×0.001）/2

按錐度65，改寫上面程序則有：

車錐度時(shí)：

錐度長度：56.4mm

錐度直徑變化量：56.4×65×0.001=3.666mm

刀具起點(diǎn)X坐標(biāo)73-3.666=69.334

程序：

G00 X69.3324（快進(jìn)到始點(diǎn)）

G01U3.666W-56.4F0.3（車削錐度）

車螺紋時(shí)：錐度長度：62.4

R的絕對(duì)值：（62.4×65×0.001）/2=2.028

程序：G00X75Z10 （快進(jìn)到P1始點(diǎn)）

G92U-3.2W-62.4R-2.028F2.54

U-4

U-4.5

U-4.84

如果對(duì)錐度沒有特殊的要求，可以參照第一種方法進(jìn)行編程。如果對(duì)錐度有要求時(shí)，可以按上述第二種方法進(jìn)行編程。如果需要對(duì)錐度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，可以參考按照錐度的要求，對(duì)編寫的程序進(jìn)行適當(dāng)修改。

在使用指令進(jìn)行編程時(shí)還要注意以下幾個(gè)方面：

（1）根據(jù)實(shí)際加工情況及圖紙要求選擇相應(yīng)的刀具寬度。（2）根據(jù)螺距的大小，設(shè)定合適的起始位置或起刀點(diǎn)。（3）螺紋升角會(huì)根據(jù)不同直徑的工件及導(dǎo)程的變化而變化，因此刀具左側(cè)后角刃磨時(shí)，實(shí)際后角應(yīng)該等于工作后角加上最大螺紋升角Ψ，即α=（3°-5°）+Ψ。（4）刀具選擇，切削用量的合理選擇和進(jìn)刀方式至關(guān)重要。

因?yàn)榈毒咴诩庸すぜ臅r(shí)侯會(huì)產(chǎn)生劇烈摩擦，進(jìn)而引起切削區(qū)的溫度迅速升高，從而產(chǎn)生相應(yīng)的熱變形。我們?cè)诩庸ぶ锌梢粤私獾剑邢髁蛫A緊力通常由切削工件和裝夾工件時(shí)產(chǎn)生，切削力同進(jìn)給量及背吃刀量通常成正比，如果三者同時(shí)增大，其變形也會(huì)相應(yīng)增大，有其是在加工薄壁零件時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的變形，如果背吃刀量較小，但進(jìn)給量較大，這時(shí)切削力雖然很小，但會(huì)增大工件的表面殘余面積，表面粗糙度增大。所以選擇合適的刀具、進(jìn)給方式、切削用量在加工過程中相當(dāng)重要。

3 錐螺紋車削時(shí)的注意事項(xiàng)

（1）確保切削刃位于正確的中心高度， 根據(jù)螺距、螺旋升角和螺紋直徑，確定使用正確傾角的刀墊，以使其具有足夠的后刀面間隙且均勻。（2）選擇高性能的刀片材質(zhì)，能夠獲得更高的切削速度及更好的切削加工性能。（3）選擇最適合槽形的刀片及進(jìn)給方法，可以更好的控制切屑流向和加工質(zhì)量。（4）通過判斷是右旋/左旋螺紋。以確定切削力的方向，并加強(qiáng)相應(yīng)支撐，確保螺旋升角獲得足夠間隙。（5）從機(jī)床加工到切削刀具的整個(gè)系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性。（6）檢查直徑公差，確保其不要超差。用全牙型刀片時(shí)，將螺紋外徑留0.1～0.15mm加工余量。（7）檢查CNC編程，排除任何在加工過程中的不穩(wěn)定性因素。（8）觀察刀片上的磨損形狀，并進(jìn)行相應(yīng)選擇。

4 結(jié)語

上面主要介紹了圓錐管螺紋的編程方法及加工時(shí)的注意事項(xiàng)，并詳細(xì)分析了圓錐管螺紋指令的加工技巧和編程方法，并且上述方法在實(shí)際生成中得到了良好的效果，并得到廣泛推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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