几种常见的螺纹加工方式

加工螺纹孔有各种各样的刀具，常见的有螺纹车刀、丝锥、挤压丝锥、螺纹铣刀等等。如何选取正确的加工刀具？刀具的选择实际上是加工方法的选择，每种加工方法所使用的刀具各有不同。对于螺纹孔的加工，常见的有几种方式：攻牙、车削、挤压成型、螺纹铣削。下面我们先了解各种工艺方法的优缺点以及使用限制，在实际生产中，我们可以根据这些加工方法的特点，从技术和经济的角度来分析该采用哪种刀具进行加工。

1、攻牙

攻牙是螺纹孔加工中应用很广泛的一种方法。它可以借助数控刀具的几何形状确定螺纹的成型，所以加工时无需专用机床，在普通机床，生产线专机以及加工中心上都可以使用。攻牙过程是丝锥先正转进行切削，到螺纹底部时反转，离开工件，在非常狭窄的空间进行切削并将切屑排出。对于不同的加工条件，不同的加工材质，所选择的丝锥种类也不同。在小直径及大批量生产中多采用丝锥攻丝。

 

2、车削加工

车削加工螺纹是使用转位刀片进行车削加工，生产中常用的三角螺纹，其螺纹车刀切削部分的形状应与螺纹的轴向截面相符合。车削时，工件每转一转，车刀必须纵向移动一个导程（单头螺纹，导程＝螺距），才能加工出正确的螺纹。车三角螺纹常用的方法有以下三种：

A、直进法车螺纹。车螺纹时，经试切检查工件、螺距符合要求后，径向垂直于工件轴线进刀，重复多次，直至螺纹车好。这种车削方法牙形较准确。由于车刀两刃同时切削而且排屑不畅，受力大，车刀易磨损，切屑会划伤螺纹表面。

B、斜进法车螺纹。当工件螺距大于3MM时，一般采用斜进法车加工螺纹，斜进法是车刀沿螺纹牙形一侧在径向进刀的同时作轴向进给，经多次走刀完成螺纹的加工，最后采用直进法吃刀，保证螺纹的牙形角的精度。

C、左右进刀法。在普通车床，这种方法是用横拖板刻度控制螺纹车刀的垂直进刀，用小拖板的刻度控制车刀左右的微量进刀。当螺纹接近切成时，要用螺母或螺纹量规检查螺纹尺寸和加工精度是否合格。这种方法操作方便，因此应用较广。

车削加工螺纹一般应用于直径较大的孔，而且工件能被牢固夹持在车床上进行旋转加工。

 

3、挤压成型加工

挤压加工属于无屑加工。加工过程与攻丝一样，挤压丝锥旋入预钻孔，在轴向和径向中挤出材料，从而形成特有的齿型螺纹轮廓。螺纹挤压成型适用于塑性变形比较好的材料，材料范围比较小，一般要求材料的断裂延伸率大于7％，而最大的抗拉强度小于1300N／MM。在铝合金加工中应用最多，

 

4、螺纹铣削

螺纹铣削的过程如下图所示，螺纹立铣刀一般是先下降到螺纹孔底部，采用螺旋插补的方法靠近工件，沿螺纹孔旋转360度后在Z轴方向上上升一个螺距，然后离开工件。螺纹铣刀加工时扭矩较小，增加了工艺过程的安全性。它还具有广泛的适用性，可以加工各种不同的材料，而且在螺距相同的情况下，使用一把刀具可以加工出各种螺纹直径或者公差范围的螺纹。缺点是：要求机床是三座标的数控机床，另外相对于丝锥而言，其加工效率是比较低的，刀具成本也比较高，所以适用于小批量生产中大直径螺纹孔的加工。



螺纹加工指令G32、G92、G76

数控车床可以加工直螺纹、锥螺纹、端面螺纹，见图所示。加工方法上分为单行程螺纹切削、简单螺纹切削循环和螺纹切削复合循环。

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

(1)单行程螺纹切削G32

    指令格式：G32 X(U)____ Z(W)____ F____

    指令中的X(U)、Z(W)为螺纹终点坐标，F为螺纹导程。使用G32指令前需确定的参数如图a所示，各参数意义如下：

L：螺纹导程，当加工锥螺纹时，取X方向和Z方向中螺纹导程较大者；

α：锥螺纹锥角，如果α为零，则为直螺纹；

δ₁、δ₂：为切入量与切除量。一般δ₁=2~5mm、δ₂=（1/4~1/2）δ₁。

      

图a                                     

  图b

螺纹加工实例：如图b所示，螺距L=3.5mm，螺纹高度=2mm，主轴转速N=514r/min，δ₁ =2mm、δ₂=lmm，分两次车削，每次车削深度为lmm。加工程序为：

N0 G50 X50.0 Z70.0        设置工件原点在左端面

N2 S514 T0202 M08 M03    指定主轴转速514r/min、调螺纹车刀

N4 G00 Xl2.0 Z72.0；       快速走到螺纹车削始点(12.0，72.0)

N6 G32 X41.0 Z29.0 F3.5；  螺纹车削

N8 G00 X50.0；            沿X轴方向快速退回

N10 Z72.0；               沿Z轴方向快速退回

N12 X10.0；               快速走到第二次螺纹车削起始点

N14 G32 X39.0 Z29.0；     第二次螺纹车削

N16 G00 X50.0；           沿X轴方向快速退回

N18 G30 U0 W0 M09；      回参考点

N20 M30；                程序结束

(2)螺纹切削循环指令G92

螺纹切削循坏G92为简单螺纹循环，该指令可以切削锥螺纹和圆柱螺纹，其循环路线与前述的单一形状固定循环基本相同，只是F后续进给量改为螺距值。其指令格式为：

G92 X(U)____Z(W)____R____F____；

　

如图为螺纹切削循环图。刀具从循环起点A开始，按A→B→C→D→A路径进行自动循环。图中虚线表示刀具快速移动，实线表示按F指定的工作速度移动。X、Z为螺纹终点的(C点)的坐标值；U、W起点坐标到终点坐标的增量值；R为锥螺纹终点半径与起点半径的差值，R值正负判断方法与G90相同，圆柱螺纹R=0时，可以省略；F为螺距值。螺纹切削退刀角度为45°。

螺纹加工实例：加工如上图b所示的螺纹。程序为：

N0 G50 X50.0 Z70.0；        设置工件原点在左端面

N2 S514 T0202 M08 M03；   指定主轴转速514r/min、

                    调螺纹车刀

N4 G00 X12.0 Z72.0；       快速走到螺纹车削始点

                          (12.0，72.0)

N6 G92 X41.0 Z29.0 R29.0 F3.5；  螺纹车削

N8 X39

N10 G30 U20 W20 M09；      回参考点

N12 M30；                程序结束

(3)螺纹切削多次循环指令G76

G76螺纹切削多次循环指令较G32、G92指令简洁，在程序中只需指定一次有关参数，则螺纹加工过程自动进行。 指令执行过程见下图所示，指令格式如下：

G76螺纹切削指令的格式需要同时用两条指令来定义，其格式为：

G76 P(m)(r)(a) Q____ R____；

G76 X(U) Z(W) R(i) P(k) Q(Δd ) F(L)；

式中有关几何参数的意义如图所示，各参数的定义如下：

m：精车重复次数，从1-99，该参数为模态量。

r：螺纹尾端倒角值，该值的大小可设置在0.0L~9.9L之间，系数应为0.1的整数倍，用

00~99之间的两位整数来表示，其中L为螺距。该参数为模态量。

    a：刀具角度，可从80°、60°、55°、30°、29°和0°六个角度中选择，用两位整数来表示。该参数为模态量。

    m、r和a用地址P同时指定，例如：m=2，r=1.2L，a=60°，表示为P021260。

    Q：最小车削深度，用半径编程指定。车削过程中每次的车削深度为(Δd-Δd )，当计算深度小于这个极限值时，车削深度锁定在这个值。该参数为模态量。

    R：精车余量，用半径编程指定。该参数为模态量，

X(U)、Z(W)：螺纹终点坐标

    i：螺纹锥度值，用半径编程指定。如果R=0则为直螺纹。

    k：螺纹高度，用半径编程指定。

    Δd：第一次车削深度，用半径编程指定。

    L：螺距。

在上述两个指令中，Q、R、P地址后的数值应以无小数点形式表示。

　

G76螺纹车削实例：上图为零件轴上的一段直螺纹，螺纹高度为3.68mm，螺距为6mm，螺纹尾端倒角为1.1L，刀尖角为60°，第一次车削深度1.8mm，最小车削深度0.1mm。程序为：

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N16 G76 P011160 Q100 R200；  

N18 G76 X60.64 Z25.0 P3680 Q1800 F6.0；

……