螺纹车削加工工艺探析

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摘要：随着时代的不断发展，各种工业技术也在不断革新，对于螺纹车削的加工工艺要求也在不断的提升；而在螺纹加工过程中，数控车床可以说是十分常用且重要的加工设备，下面本文将会以普通的三角螺纹作为基础案例，来介绍日常的数控机床加工螺纹过程中的工艺，以及其中存在的问题，并不断探寻解决方法，以期望对螺纹的加工技术更新起到一定的推动作用。

关键词：螺纹车削；工艺；操作建议

0引言

螺纹加工过程中，数控机床加工作为重要的加工手段，在数控机床的使用过程中，螺纹加工工艺以及机床操作使用技巧又是螺纹加工过程中的重要一环；随着时代的不断发展，各种工业对螺纹的加工要求越来越高，但是在现行教材以及理论教学中，只是片面的进行了参数设置的提及，而忽略了在螺纹加工过程中实际情况的分析，并且在加工过程中对于实际加工问题并没有提出切实有效的解决方案；所以就造成了在目前的螺纹加工过程中会存在着许多相关理论性人才对实际操作工艺掌握不到位，在面对实际操作问题时不能及时解决，这也是许多初学者在螺纹加工实践过程中，发现实际数据与理论值存在出入，但是又无法采取有效解决方法进行问题解决的重要技术难点，下面本文将会以三角螺纹的加工为基础案例，通过教材中的理论螺纹工艺参数设置，以及在实践过程中出现的加工工艺问题，提供一些解决方案并做出深入的工艺分析，同时对如何改进解决螺纹加工过程中出现的实际问题提出一些切实可行的操作方案。

1螺纹加工操作过程中需要设置引入距离和超越距离

由于在螺纹加工的过程中，使用螺纹加工车床起转时会存在着一段时间不能够达到规定转速而进行螺纹加工的过程，同时在加工结束以后，对于机器暂停的过程，由于惯性还会存在着一个转速逐渐降低的螺纹车削过程，所以在整体加工过程中会出现螺纹加工距离以及精密程度不达标的情况；但是在理论参数测试中，可能没有考虑到由于机器启动以及其暂停以后转速的变化，相对于理论数据，实际操作过程产生了一定的滞后时间，所以就会造成在螺纹的整体加工过程中会出现不符合标准的情况；根据实际操作过程中的经验，在螺纹加工过程中，为了使加工螺纹时在车床减速以及启动过程中对螺纹加工的影响程度减到最小，就要在两端设置引入距离和超越距离；要知道在实际操作过程中，加工螺纹的实际走刀长度要长于理论值，大概会设置为2-5毫米，在实际操作过程中，超越距离一般会取引入距离的1/4；此距离的选择，对于大螺纹的加工过程中工件精密度会有所提高，同时在加工高精度螺纹的时候，要选择一个合适的距离调控范围，否则就会造成在走刀过程中高精密螺纹存在螺纹距离偏差较大，从而造成高精密螺纹的报废。

2对于加工螺纹过程中的数控车床主轴转速的要求

实际螺纹的加工过程中，需要对走刀长度以及螺纹圈数进行一个相对合理的设置，所以如果在螺纹螺距选择过程以及主刀转速的选择过程中出偏差，就会造成一定失误；如果主刀转轴转速过高，就会使得换算后的进刀速度大大的超出正常值，造成螺纹距离加工的偏差，带来了产品制造设计过程中的偏差失误。在刀具的移动过程中，始终都要受到伺服驱动系统的频率调控；同时，在频率的升降过程中，将会对走刀速度产生一定程度的影响，如果不能够很好的把控对于驱动频率的约束，就会造成在制造螺纹的过程中，螺纹螺牙的间距不符合要求；而且，进刀的过程会由于频率的选调而产生超前或者滞后情况，最终造成产出的螺纹工件不符合相关标准要求，带来不必要的产品损失。并且在数控机床进行螺纹加工的过程中，需要主轴同步运行功能来对加工进程进行把控，所以在对主轴转速频率选择过程中，如果出现选择偏差，就会使得主轴脉冲发生器以及编码器造成一定程度的数据紊乱，而脉冲器对于回流的返回脉冲监测不到位，从而造成在加工螺纹的过程中，出现螺纹的乱扣现象，导致工件的无法使用。

3主轴转速应该遵循的原则

①由于在主轴使用过程中，制造螺纹工件的同时也会对主轴转轴本身产生一定程度的损耗，所以在满足情况要求的条件下，应当尽量的选用低转速来使用主轴对螺纹进行车床加工，以减小在整体制造过程中对加工工件以及加工设备的损耗。在操作过程中，根据经验丰富程度，可以选定适当的超越距离和引入距离，如果对此距离拿捏到位，可以适当地选用较高的转速来加快工件的制造进程，提高工作效率；但是在调高转速之前，需要以丰富的实践操作标准经验来作为有力的支撑，如果盲目的选择高转速，而对引入距离和超越距离的考虑不到位，则可能会引发工件的报废，以及车床转轴的损坏。②螺纹车削过程中，还应当考虑到脉冲器以及编码器对螺纹制作过程中的影响，如果在编码器与脉冲器对数据要求转速范围，远远高于数控车床的主轴转速范围时，就可以适当的选择较高的转速来进行螺纹的加工。③通常情况下，在进行螺纹加工之前，就要对引入距离和超越距离以及螺纹机械的滞后情况进行一个很好的了解，同时要把控脉冲装置以及参数装置的整体要求，因为在螺纹加工过程中是不能够随意改动加工参数的，所以要在加工之前对整体的加工工艺以及加工机器进行了解与掌握，才能够对螺纹的整体加工做到完全的技术把控，否则如果在螺纹加工过程中对参数进行改变，就会造成螺纹加工的失败，产生螺纹的乱扣情况，对设备以及加工工件带来不必要的损耗，同时造成了时间以及人力资源上的浪费，降低了工件加工效率。④螺纹直径的计算。在三角螺纹的加工过程中，重点是要确定螺纹的直径参数，在三角螺纹直径中，主要包括大径、小径以及中经问题，要在加工之前对加工的三角螺纹三径问题进行很好的测量把控，然后才能对数控机床进行参数设置，得到很好的加工产品；在三角螺纹的三径中，中径是指一般检测标准，而大径和小径则是需要设置的加工参数，在数控机床使用过程中，对大径小径的实时计算是与教材中的理论数值有出入的，因为在加工过程中，车床加工的工件会存在挤压变形以及不断的车床摩擦受热产生热胀冷缩现象，所以就会导致在实际的操作过程中大径小径与教材中的理论参数值的出入；根据它的膨胀过程以及操作经验，在螺纹外圆半径应该要比螺纹大径要小，根据经验大概要减少0.1-0.3毫米左右，而根据螺纹大径的减少程度，就可以推算出螺纹小径的操作直径；同时，在完成参数设置以及经验计算之后，需要根据参数的不同设置来选择车床的刀具规格，再安装刀片，在进行实际操作以后，得到的加工螺纹工件与所计算的螺纹工件螺牙距离以及螺纹直径都符合图纸要求。⑤走刀次数及吃刀量的确定。由于车床强度以及工件的材料属性，导致不可能实现在一次走刀过程中对螺纹的全部加工；虽然可以进行此类操作，但是一次走刀过程中的螺纹加工质量会十分低下，同时会造成刀头的不可逆损耗，对工件以及设备的影响较大，所以就要通过多次走刀来进行螺纹的加工，但是在走刀过程中，还会存在着走刀次数和吃刀量的比例关系；在教学理论中对此并未提及，所以就需要不断的实践经验，来对被车螺纹的操作工艺进行选择，以及走刀次数和吃刀量的测定；由于在第一次走刀过程中，对被车工件的整体螺纹进行大致的构建，所以在后续的走刀过程中，可以随着走刀次数的不断增加而减少车削深度，并且在车削过程中要留下足够的摩擦、车件挤压的膨胀空间，从而加工出符合实际数据要求的螺纹车件。⑥车刀的选择。在螺纹车刀的选择过程中，主要通过对螺纹的加工要求来对车刀的质量强度，以及几何角度进行相关测量选择，来得到最适合进行加工的刀具；同时，由于对转速有着一定要求，也要考虑到刀片的强度是否能够符合如此高转速下的要求，会不会造成刀片的损耗，对于这些因素，全都要考虑到刀片的选取过程中去。⑦刀具的装刀。在螺纹刀装刀过程中，刀口不可以低于或者高于工件的回转中心，如果距离回转中心过高，那么在车刀达到一定深度以后，车刀的后半部分将会无法深入回转中心而造成与车件的碰撞、挤压，最终造成车件螺纹的失败以及车刀的损坏，造成啃刀现象；如果距离加工工件回转中心过低，就会使得在加工过程中刀口无法有效的进行横向加工，只能不断的深入纵向加工，造成螺纹的深度过大，而且不利于螺纹中车削碎屑的排放，最终会导致工件抬起困难，并且对车刀带来一定程度的损耗；另外在加工高精度工件时，就需要更加严格的车刀摆放高度来应对不同车件的精度要求；同时，对于工件装夹的要求也是十分严格，如果工件装夹不稳，在车刀高速运转的情况下，就会造成车刀的弯度过大而不停的振动，造成车件失败及车刀的损坏，因而可以在工件装夹的过程中使用尾座顶尖等设备来加强工件的稳定性。⑧切削液的使用。切削液类似于工件操作过程中的润滑以及降温液，由于在车螺纹过程中，工件会由于挤压以及与刀口的不断磨擦而产生变形，所以就要尽可能的降低他们之间的摩擦以及车件受热膨胀的概率，就需要通过切削液的使用来达到这一目的，可以有效的减小因为车件表面温度变化而引起的车件变形而造成的误差，同时也可以减小车件与刀具之间的摩擦，减少刀具的损耗，延长刀具使用寿命。⑨指令编程的使用。由于数控机床在操作过程中需要对参数进行编程输入，并且在车床运作过程中，无法对其进行更改，所以就要求在车件之前进行深入考察研究，来确定最适合的加工参数；并且对于不同加工形式下的车件要求也要采用不同的编程指令来进行多工艺的切削，需要通过实践经验来掌握编程指令的使用。

4结语

本文中对螺纹加工工艺以及数控机床的使用过程中存在的问题进行了分析，并且通过实践经验与理论数据进行相应的对比，提出一些改进方法，以求可以提高螺纹制作过程中的精密度，并且减小对设备的损耗程度；通过对加工工艺的研究与不断改进，希望可以找到更好的加工方案，加工出质量更高的优质螺纹产品。

作者:张龑 汪冰 单位:河南质量工程职业学院