螺紋是機械工程中常見的幾何特征之一,應用廣泛。螺紋的加工工藝較多,如基于塑性變形的滾絲與搓絲,基于切削加工的車削、銑削、攻螺紋與套螺紋、螺紋磨削、螺紋研磨等。其中,螺紋車削是單件或小批量生產常用的加工方法之一。作為數控車床,螺紋車削加工是其基本功能之一。

螺紋車削加工特點

螺紋數控加工不同于輪廓加工，其特點表現為：螺紋加工屬于成形加工，同時參加的切削刃較長，易出現啃刀與扎刀現象，一般均需多刀切削完成；為保證導程(或螺距)準確，必須要有合適的切入與切出長度；螺紋加工的牙型及牙型角基本由刀具形狀保證，因此，刀具的形狀與正確安裝直接影響螺紋牙型的質量；螺紋加工時的進給量與主軸轉速必須保持嚴格的傳動比，即F=Ph(mm/r)，因此，加工時禁止使用恒線速度控制；螺紋切削加工的切削速度一般不高，以不出現積屑瘤或刀具塑性損壞為原則。

在螺紋車削過程中，經常會因螺紋刀具磨損，崩刀而需重新裝刀對刀，裝刀對刀的好壞直接影響車削螺紋的精度，特別是螺紋的修復車削，需二次裝夾二次對刀，制約了數控車床加工螺紋的加工效率，螺紋精度要求較高時，如梯形螺紋還需兩側面進行精加工，需先粗加工后換精車刀進行精加工，如果不能很好地解決加工過程中的裝刀對刀問題，數控車削螺紋將不能得到很好的應用。

螺紋在數控車床中加工的原理

數控車削螺紋與普通車床車螺紋有著很大的區別，普通車床是通過齒輪機械傳遞與絲杠聯動后車削，即主軸每轉一轉，刀架移動一個螺紋的導程，在整個螺紋加工過程中這條傳動鏈不能斷開，否則會亂扣。

而數控車削是通過主軸上安裝的編碼器發出脈沖信號進入數控系統，有數控系統進行運算控制，發出指令控制伺服電機通過滾珠絲杠控制刀具進行移動，實現螺紋的車削，為了讓螺紋車削在多走刀時不亂扣，通過檢測脈沖信號來控制螺紋的起始加工位置，當程序加工開始時，主軸旋轉，刀具等待主軸編碼器發出同步信號（零位信號）后，進行車削運動，那么車削第二刀螺紋時，刀具回到上次車削的起始點位置，還是等待接收到同步信號（零位信號）后再次車削，這樣車削螺紋始終在同一螺旋線上，所以不會產生亂扣現象。

螺紋車削裝刀對刀中存在的問題

1）首次車削裝夾刀具

在首次裝夾螺紋刀時會產生螺紋刀刀尖與工件回轉中心不等高現象，一般常見于焊接刀，由于制造粗糙，刀桿尺寸不精確，中心高需加墊片進行調整，中心高低影響刀具車削后的實際幾何角度。裝刀時刀尖角裝偏，易產生螺紋牙型角誤差，產生齒形歪斜。螺紋刀伸出過長，加工時會產生震刀，影響螺紋表面粗糙度。

2）粗精車刀對刀

在加工高精度螺紋及梯形螺紋過程中，需用兩把螺紋刀粗精車分開，兩把刀對刀產生偏移大（特別是Z向）會使螺紋中徑變大產生報廢。

3）修復工件對刀

修復工件對刀由于二次裝夾工件，修復的螺旋線與編碼器一轉信號發生了變化，再次修復加工時會產生亂扣。

解決問題的方法

1）螺紋刀刀尖必須與工件回轉中心保持等高，刀具刃磨后用對刀樣板靠在工件軸線上進行對刀，保持刀尖角安裝正確。如使用數控機夾刀具，由于刀桿制造精度高，一般只要把刀桿靠緊刀架的側邊即可。

2）粗精加工螺紋刀對刀采用設定某一點為基準點，采用通常方法對刀即可，在實際的對刀過程中采用試切法只要稍加調整一下刀補。

3）在螺紋加工中，如出現刀具磨損或者崩刀的現象，需重新刃磨刀具后對刀，工件未取下修復，只需把螺紋刀安裝的位置與拆下前位置重合在一起，這等同于同一把車刀加工。

4）如修復已拆下的工件，這時確定加工起點位置才能進行修復加工工作，如何確定加工起點與一轉信號位置，首先可用試驗棒進行表面深為0.05～0.1mm的螺紋車削（所有參數與需加工螺紋參數相同），Z值為距螺紋起點右端面整數螺紋導程距離值，表面刻出螺旋線，確定螺紋車削起點，并在卡盤圓表面相應位置刻線標記（即使刻線和試驗棒上螺旋起點同一軸向剖面內）。

目的是使信號位置被記錄下來，卸下試驗棒，裝夾上要車削或修復的螺紋工件，對刀時先將刀具轉到加工位置，再將車刀移至卡盤刻線部位，轉動卡盤，使刻線對準車刀主切削刃，然后主軸不轉動，移動刀尖至任意一個完整螺紋槽內，記下對應Z向絕對坐標，最后計算車刀Z向定位起點坐標，根據計算結果修改程序中起點Z向坐標。公式為z′=z+（n+2）t，n為當前刀具所在螺紋槽到螺紋起點的螺紋槽的個數，t為螺距。

例：設當前z值為-10，n為2，t為3，則

z′=z+（n+2）t=2

新加工起點Z向為2。

車削螺紋過程中裝刀和對刀至關重要，特別是二次車削（修復）螺紋，要在已有螺紋溝槽基礎上進行螺紋車削，其關鍵就是要實現加工時保證主軸零位信號位置與工件上已有螺紋螺旋線的起點相一致。

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