数控车床加工范文

导语：如何才能写好一篇数控车床加工，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：几何精度；精度补偿；误差分析

数控机床是当前一种加工设备，代表着一个国家和地区的生产能力与水平。衡量机床质量的标准是其对金进行属切削加工时的精度是否达标。一个国家和地区拥有数控机床总量百分比能够有效衡量这个国家地区经济发展层次和工业制造整体水平，所以说，数控车床是先进生产力的代表，只有全面保证数控机床质量，才能提升产品质量，保证区域竞争力，赢得市场主动权。现代化，智能化的数控机床一直是世界各国非常重视的生产加工类设备，近年来，也随着科技的进步与发展而不断创新，形成了快速发展的良好态势。

1 数控机床精度分析

数控机床精度有多方面的体现，主要通过几何精度、位置精度以及加工精度来展现，任何一项不达标，则表明机床精度不符合要求。影响精度的因素也比较多，如果数控机床材质不合格，刚度不到位或者工作时间过长导致温度提升，均能对机床精度产生影响。

（1）数控车床几何精度。主轴几何精度和直线运动精度也对机床精度有着重要的影响。数控机床加工运作时，其工作过程主要是主动轴与回转轴之间的运行，二者需要在相对位置保持固定，可是，在实际生产过程中与设计情况有出入，两轴之间相对空间位置也并非固定不变，如果控制不好，构成主轴轴承零部件在制造环节中就会呈现一定的误差，这就直接造成了工作过程中受温度、工作强度、等条件影响，使主动轴轴承精度、主轴箱装配质量产生影响，导致主轴和回转部件出现严重的不平衡问题。主动轴支承轴颈生产加工时，圆度误差也是较大的问题，前后同轴度误差也难以控制，存在一定程度偏差，而加工生产过程中，主轴运转会出现热效应变形，任何一点控制不到，都会导致数控机床主轴几何精度不准。（2）位置精度问题。数控机床除主动轴产生几何精度问题外，还会出现惯量匹配的问题，摩擦力及机床所用伺服电机在生产加工时，都会有惯量匹配问题，这种现象对机床位置精度产生影响。因为数控机床中各个部位的组件如油缸油泵、电动机、液压机等在长期运转过程中，会通过相互摩擦产生一定的热能，如果热能不能转化，则会在长时间连续工作后造成摩擦热量，使内部一些主要部件发生受热膨胀，出现严重的形变问题，这也就直接形成了实际尺寸与设计尺寸存在误差情况，如果各个零件结构内部热应作用下不对称，也会使构件出现微小的形变，而这种数控机床运转部件受热形变问题，最容易造成机床位置精度不准。（3）加工精度问题。数控机床加工精度有其特殊性，和几何精度，位置精度存在本质上的区别，加工精度受综合因素影响大，是整台机床在操作过程中各种因素综合影响的结果，同时，也与机床几何精度和位置精度是密不可分的，在加工生a过程中，其加工的精度主要受到传动系统误差、检查校正系统误差、零件固定部件误差、刀具位置的误差等的影响大一些。另外，数控机床编程问题、生产工艺问题都能形成一定的加工精度影响，所以说，在生产过程中，需要不断提高加工精度，才能确保几何精度和位置精度准确，实现高质量加工作业。

2 检测数控机床精度

数控机床也存在老化的问题，特别是在使用一段时间后，与所有电气、机械设备一样，都有电子元件老化、零部件生锈、机械部件磨损等问题，只有全面做好数控机床铺检测，才能及时发现问题，通过定期的保养，确保设备运转良好，保养是否科学合理，对机床精度有着最直接的影响，能够对数控机床精度做进一步的补偿。

2.1 检测几何精度

几何精度对机床的影响较多，需要在运行过程中不断进行检测，确保运转良好。对机床几何精度检测工作中，需要对直线运动轴直线度进行检测，一般会用到平尺和千分表来检测，通过对部件在作业中的情况，科学测算垂直运动轴其他两个坐标轴线性偏差是否精准。对于普通立式数控加工设备而言，几何精度检测需要做到精细认真，一般检测项目有对机床工作台面平面度做检测，确保平整光滑；运动轴空间坐标不同方向移动产生角度是否保证垂直；主轴中心孔径，回转轴轴心线与机床工作台面是否保持垂直；机床运动轴X、Y坐标方向移动作业的时候台面平行度；X坐标方向移动台面T形槽侧面平行度；主轴箱延Z轴坐标移动直线度等，通过对各项目的检测，进一步确认机床铺几何精度是否达标，满足加工生产需求。

2.2 检测位置精度

数控机床位置精度受多方面因素影响，主要是定位精度、反向偏差精度和重复定位精度，不同的精度对机床造成的影响不同。定位精度就是数控机床工作台面或机床其他运动部件在实际运转过程中，是否在设定的运动位置，和编程指令有没有出入，是否达到位置一致。机床不同加工操作系统中，伺服系统、检测系统、进给系统出现问题，均会造成一定的误差，运动部件导轨几何误差容易产生位置精度不好的现象，定位出现误差就会加工生产出不符合设计的部件，零件尺寸就会不准确。

3 提高机床精度的措施

3.1 提高设计水平

从实际生产中看，目前我国使用的数控机床均是国产设备，一般机床加工生产企业都有研发能力，在自主研发，设计、制造、改进等方面有一定的水平，但是，还有一些部件是不能自主生产的，需要依靠进口，这就直接影响了整机质量。要想有效保证机床精准度，则需要在设计研发上下功夫。

机床主动轴是关键部件，在长期使用过程中，需要保证具备耐磨性和耐高温性，所以，在设计时，需要严格设计，保证满足对温度的适应性，对机床做好性能优化，确保机床加工精度。主轴系统设计需要对影响机床加工精度的构件安装到一个与主动轴中心相交的位置，与机床底座垂直安装，保持主轴箱两侧对称装配其余构件，只有这样，才能从理论上解决机床因受热对加工精度的直接影响。

3.2 提高机床几何精度

数控机床的几何精度对产品加工有一定的影响，如果控制不好，则会产生误差。几何精度对机床的生产精度起到决定性作用，只有全面做好几何精度控制，才能保证生产加工的精度。机床对零件加工生产时，主轴轴颈与轴承出现一定程度的摩擦，往往造成温度快速升高，与主轴箱箱体孔空间位置出现误差，则会导致轴承滚动，使轴承旋转变缓，影响设备的精度，只有全面控制好主轴轴承选配间隙，才能保证几何精度准确。

3.3 综合提高加工精度

数控机床使用是一个复杂的程序，需要严格把握各个环节，确保设计、制造、装配形成一个统一整体，实现机床的使用价值，加工精度合理控制，能够保证产品质量，需要综合性考虑，不能依靠改造一个部件来解决。需要充分考虑制造工艺中对机床精度影响的主要因素，通过对数控机床数控系统补偿值的重新设定，能够全面提升机床加工精度，保证机床良好运转。

4 结束语

采用数控机床加工大大提高了生产效率，但是，控制不力，也会造成生产加工的损失，只有全面做好数控机床检测与保养，才能确保机床生产质量，保持更高的加工精度，满足各方面生产工艺要求。

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关键词：数控车床；零件加工工艺中图分类号：G648文献标识码：B文章编号：1672-1578（2014）18-0278-01伴随着社会经济的快速发展，我国的数字控制技术也被大范围的应用在各个领域。对于学校来说，一些数控专业也在被重视的范围之内，所以要对数控工艺有清晰的了解，不断的提升专业化的工艺水平，服务学生。

1.数控车床工艺

对于一些传统的加工在工艺上的变革来说，有一些定位和基准选择的问题是比较明显的。在对这些问题和差别进行了解之后，能够对加工的质量问题进行保证，同时也能够促进加工的顺利进行。

在整体的数控加工过程中，会有一些设计基准和定位基准不相符合的问题出现，然而在工序基准和基本的测量基准问题上，却是统一的。这样就会杜绝一些尺寸链解所导致的误差问题出现。对于一些数控的加工在基本的编制问题上来说，主要把各段的尺寸和形状进行确定。确保形位公差和尺寸公差。所以即便是在基准没有统一或者是重合的现象出现时，在对工件在精度方面的影响也是很小的。

对于定位的误差来说，主要是由基准的误差和不重合的误差两方面所构成。对于基准误差来说，如果要进行一些批量的生产，那么在很大程度上对零件的影响是很大的。然而现实情况是对于数控的加工来说，在夹具频繁使用的情况已经不是很多，对于一些零件来说，在基本的加工之前一定要有对刀的过程。主要是通过实际的表面来进行对刀处理，在具体的加工中，也很少有换位和装夹的现象出现。而且对于改革后的加工工艺来说，定位误差也已经不是很关键。

1.1车床的基本加工对象。基本的数控车床加工对象有：粗糙度高的一些回转体加工零件，精度比较高的加工零件，还有一些螺纹和表面比较复杂的零件等。

1.2车床加工的内容。待数控车床的合适加工零件选好之后，还要对所选择的加工零件进行图样分析，对加工的技术和内容进行明确。把加工的零件方案确定下来，还有工艺的加工路线，以及程序的调整和工序的设计等都要进行确定。

1.3车床加工在路线方面的拟定。作为工艺的重要规程来说，工艺在路线方面的拟定也是非常重要的加工内容。基本包括了：加工的基本方法，不同的加工阶段，工序的安排和划分等。

1.3.1车床加工方法上的选择。对于不同的数控车床来说，都有不同的加工方法，根据不同的零件加工在粗糙，精度，形状和材料尺寸上的不同选择来决定，来选择合适的加工方案和方法。

1.3.2不同阶段的加工划分。对于半精细的加工阶段来说，主要的目的就是在加工的表面有一定的精度要求，还要留出多少不一的精加工剩余量；对于粗加工的那一阶段来说，主要是把一些毛坯上的多余部分切除，这样经过加工后的毛坯无论是在尺寸上还是在形状上都能够和零件的成品比较接近。对于一些精加工来说，主要是为了能够确保表面所规定的精度尺寸和一些粗糙度方面的要求。最后的目的就是为了能够从整体上来确保加工完成后的质量问题。对于一些纯粹的加工来说，在对零件的表面粗糙度和零件精度的要求上，就要进行必要的光整来进行加工。最后的目的就是为了能够减小粗糙度，从整体上来提高尺寸的精度。

1.3.3工序划分的基本原则。主要有两种，第一种是工序的分散划分原则，主要是把工序分散在工序比较多的地方进行加工，但是在工序的主要加工内容上却极少。第二种就是工序集中的基本原则，主要是指在不同的工序中，要有很多不同的加工内容进行选择，在环节上减少工序的总数。

2.数控车床在加工工艺的分析

2.1图纸的尺寸要为编程服务。 对于数控的加工图纸来说，基本的都是提供了坐标的尺寸，还有的就是用同一个标准来确定尺寸。对于手工的基本编程来说，对于每个节点上的坐标都要清晰的计算，在整个自动编程的过程中，对于一些零件的构成上要做出定义。

2.2机构的工艺性和数控特点相符。对于零件来说，在尺寸和类型上，最好是用统一的，这样就可以减少换刀和刀具规格的次数，从简单上来说，可以对编程的过程起到简化的作用。对于数控加工来说，最好是用一定的基准来进行定位。避免由于工件在加工过程中由于安装所造成的一些形位错误。在零件的加工精度上进行分析，对于一些形位的公差，尺寸的公差，都要得到具体的精确保证，看是否有一些多余的尺寸或者是其他的一些能够给工序安排造成影响的问题等。

总结：

我国的数字控制技术也被大范围的应用在各个领域。在对数控车床的工艺总结基础之上，通过一些具体的实例，来对数控车床的零件加工进行分析。对于数控的加工来说，工艺的设计环节是编程中比较关键的，其本身的合理性也影响到了零件加工后的质量问题，还有使用效率问题上。所以要选择一些高效又合理的加工路线和工艺方法。对数控程序的质量进行严格的把关，从整体上提高加工的效率和质量问题，而且对经济效益的提高也有重要的现实意义。参考文献：

[1]徐敏. 基于Pro/E和VERICUT的虚拟数车床建模与仿真应用[D].浙江工业大学,2012(05)

[2]李庆兴.异型轧辊数控车床切削进给系统的设计理论及其关键技术研究[D].河北工业大学,2009(06)

[3]叶政茂. 基于数控车床的QJ0000型四点接触球轴承内圈锻造及车削加工工艺的改进[D].第四届十三省区市机械工程学会科技论坛暨2008海南机械科技论坛论文集,2008(10)

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关键词 数控车床；加工椭圆；方法

中图分类号TH18 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）57-0081-02

1概述

二维轮廓的椭圆形零件在日常生活中使用得非常多，尤其是在机械制造业中更是应用广泛，但是，该零件加工起来的难度是非常大的。椭圆形零件的加工方法有很多种，比较常见的有以下几种：在普通车床上进行近似加工[1]；根据椭圆的形成原理，设计专用的加工装置进行加工[2]；在数控车床上利用“虚拟轴”原理实现椭圆曲线的数控加工[3]；利用圆弧逼近法[4]、直线逼近法加工等。本文仅讨论利用直线逼近法（宏程序）加工椭圆。

2直线逼近法

现今，计算机和自动化技术发展迅速，数控车床相关技术也随之不断进步，给椭圆形截面零件的加工创造了很好的条件。从目前的技术来说，各种数控车床进行椭圆加工的插补原理基本相同，不同的是实现插补运算的方法。圆弧插补与直线插补是两种常用的实现插补运算的方法，但是目前还没有椭圆插补。因为受到各方面的限制，尤其在设备和条件方面，通常我们无法手工来编制程序，必须借助于电脑来实现。一般来说，通过拟合运算及直线逼近法编写宏程序来加工椭圆。宏程序指令适用于抛物线、双曲线、椭圆等没有插补指令的非圆曲线编程；还适用于图形相同，只是尺寸不同的一系列零件编程，同样还适用于工艺路线一样，只是位置数据不同的系列零件的编程。相比于其他编程方法，宏程序实现椭圆形截面零件的加工的优点在于，其能有效的简化程序，提高程序的运行速度，并且能扩展数控机床的使用范围。

3用户宏程序法

数控车床通过程序来实现某项功能，将编写的程序存储在数控车床中，并将这些实现某项功能的程序用某个简单命令代表，利用数控车床进行加工时，只需要写入代表命令就可以执行相应的功能，极大的减少了操作流程，提高了工作效率。其中，把存入数控机床的一组程序称作用户宏程序主体，简称为宏程序；把代表命令称作用户宏程序命令，简称为宏命令。这样，工作人员操作数控车床时，只需记忆实现某项功能的宏命令即可，不需要记忆繁琐的宏程序。能够进行变量间的相互运算是宏程序的最大优点。利用宏命令能够把实际值赋予某个变量，利用数控车床加工椭圆的过程中，可以通过间接幅值和直接幅值的方式对宏程序中的变量进行赋值。

1）直接赋值：使变量直接等于即时值或某项数值的方法。

#1=55（表示变量#1等于55）

#2=#3（表示变量#2等于#3的值）

2）间接赋值：就是用演算式赋值，即把演算式内演算的结果赋于某个变量。

如图1所示，车削1/4椭圆的回转轮廓曲线。车削从点A到点B，采用直线逼近法在Z向分段，以0.2mm（0.5度）为一个步距,就可以编制一个只用变量不用具体数据的椭圆,不必更改宏程序,而只要修改主程序中宏指令段内的赋值数据就可以.现利用椭圆的直角坐标方程和极坐标方程来编制宏程序。

4 利用椭圆直角坐标方程编制宏程序

直角坐标标准方程为：

其中a为椭圆短轴（a=15），b为椭圆长轴（b=30）

编制参考程序如下：（以FANUC Series 0i Mate-TC数控系统为例）

（毛坯φ62mm）

O0001；

N10 G98 G21 F200;

N20 T0101;

N30 M03 S800;

N40 G00 X65 Z35;

N50 G73 U30 R15;

N60 G73 P70 Q140 U0.3 W0;

N70 #1=30;（Z轴起始位置）

N80 #2=30;（椭圆长轴半径）

N90 #3=15;（椭圆短轴半径）

N100 #4=#3*SQRT [1-（#1*#1）/（#2*#2）];（椭圆短半轴变量数值）

N110 G01 X（2*#4） Z（#1）F200;（椭圆插补）

N120 #1=#1-0.2;（Z轴步距）

N130 IF(#1 GE 0 ) GOTO 110;（符合条件，则跳转到N110程序段）

N140 U2；

N150 G70 P70 Q140 S1000 F100；

N160 G00 X100；

N170 Z150；

N180 M05；

N190 M30；

5 利用椭圆极坐标方程编制宏程序

椭圆极坐标方程为：X = B*SINα

Z = A*COSα（0°≤α≤90°）

其中A为椭圆长轴（A=15），B为椭圆短轴（B=30）

编制参考程序如下：（以FANUC Series 0i Mate-TC数控系统为例）

（毛坯φ62mm）

O0001；

N10 G98 G21 F200;

N20 T0101;

N30 M03 S800;

N40 G00 X65 Z35;

N50 G73 U30 R15;

N60 G73 P70 Q140 U0.3 W0;

N70 #1=30;（椭圆长轴半径）

N80 #2=15;（椭圆短轴半径）

N90 #4=0; （椭圆起始角度）

N100 G01 X [#2*SIN（#4）] Z [#1*COS（#4）] F200;（椭圆插补）

N110 #4=#4+0.5;（角度变量）

N120 IF(#4 LE 90 ) GOTO 100;（符合条件，则跳转到N100程序段）

N130 U2；

N140 G00 X100；

N150 Z150；

N160 M05；

N170 M30；

在上述两例中可以看出，这是两个通用的椭圆加工宏程序，只要改变起刀点的坐标及A（a）、B（b）三个赋值，便可加工任意椭圆。同时，我们也可以看到Z轴步距和角度每次增加的大小和最后工件的加工表面质量有较大关系，即记数器的每次变化量与加工的表面质量和效率有直接关系。希望读者在实际应用中注意。

6结论

随着我国经济的发展和科学文化水平的提高，数控车床取得飞速发展，数控车床具有加工精度高、加工质量高和加工范围广等优点，其发展潜力不容小觑。利用传统车床加工椭圆的方法比较复杂，不容易实现，但是采用数控车削法可以相对容易的解决非圆截面加工难题，提高加工效率，为企业创造更多的经济效益。

参考文献

[1]刘晓初.一种在机床上加工椭圆零件的近似方法.机械制造，1998(2).

[2]张增林，等.椭圆、摆线形成定理及加工装置的设计.机械设计，1994(3).

[3]邱继红.数控机床加工椭圆曲线的一种新编程法.组合机床与自动化加工技术，1999(4).

[4]徐守敬.数控车床加工椭圆的技术探讨.机械制造，2006(9).

[5]瞿瑞波主编.数控机床编程与操作.北京：中国劳动社会保障出版社，2006.

[6]北京发那科机电有限公司 BEIJING-FANUC 操作编程说明书.北京发那科机电有限公司.

[7]孙竹编著.数控机床编程与操作.机械工业出版社，1996.

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关键词 梯形螺纹；加工方法；程序编制

中图分类号TG659 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）102-0187-02

0引言

数控车床上加工梯形螺纹较三角螺纹加工难度大，因为螺纹螺距大、牙型大、切削余量大、切削抗力大，在加工过程中容易出现“轨刀”现象。同时梯形螺纹作为传动螺纹，精度要求较高，故在加工过程中要充分考虑加工方法，选择合理的加工指令以及加工程序的编制。

1 梯形螺纹的加工方法

根据梯形螺纹的特点，其车削方法通常有直进切削法、左右切削法、斜进切削法以及切槽刀粗切槽法。

1.1 直进切削法

车削过程中，进刀采用横向，螺纹在车刀的往返运动中车好。此类方法，因车刀三刃同时参加切削，产生切削力大，容易产生“轨刀”现象，故用于螺距小于4mm或精度要求不高的加工场合。

1.2左右切削法

进行车削时，车刀也往往会采用横向进到的同时往往也会采用左右进刀，螺纹通过车刀的往返运动被车好。这类方法避免了车刀三面同时切削，切削抗力减小，常用于车削大螺距螺纹。

1.3斜进切削法

在车削过程中，每次往复几次行程后除横向进给外，向一个方向作少量纵向进给，这样重复数次行程，直至将螺纹车好。这类方法避免了三面同时切削，但较左右分层切削法受力稍大，一般用在中等螺距的螺纹的切削加工上。

1.4切槽刀粗切槽法

当加工大螺距或精度要求较高时，我们还可以选用刀宽小于槽宽的切槽刀，先采用直进法粗车，然后采用斜进切削法或左右切削法半精车、精车。

2 数控车床上梯形螺纹实例

以下图为例，在数控车床上加工梯形螺纹。

2.1 的编程指令

3 结论

在进行提醒螺纹车削时，需要考虑螺距大小、车刀以及机床情况的同时也应该考虑到应采用何种加工方法才最为合适，以便于编程的合理性。只有这样才能确保所车出的螺纹是精准的。

参考文献

[1]杨琳.数控车床加工工艺与编程[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2005.

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关键词数控车床；滚压刀具；滚压；反光灯罩

广东省机械高级技工学校的校企合作车间接到了如图1所示的反光灯罩的加工，此类产品在批量生产中通常采用冲压工艺。由于是试样，为了提高效率通^在数控车床上的滚压加工，达到了产品所需的效果。

该反光灯罩壁厚为1mm，而且表面要求无裂痕，如果通过冲压成型需要制作一套专业模具，不但提高了生产成本，同时也耽误时间；数控车削加工也容易产生变形。经过多次试验，我们设计了一把专用滚压刀具，并对工件进行特殊装夹（图2）在数控车床上进行滚压加工。从而不仅达到了产品的设计要求，也减少生产时间，降低了生产成本。

1工艺分析

1.1模芯的材料

由于板材本身的钢性和硬度不高，塑性较高，不需要对表面处理做特殊要求，因此对模具材料的强度及刚性要求相对较低，最终从经济性及使用寿命两方面进行考虑，通过分析和查表选择牌号为Cr12的冷作模具钢当作模芯材料。

1.2刀具与工件装夹

由于灯罩材料选用#1070铝合金薄板，在使用中需要起到聚光和反光作用，因此对产品内壁的粗糙度要求比较高，同时产品厚度较薄，如果是普通滚刀滚压的话很容易把产品压裂。我们经过反复试验，并寻找相应的加工方案，最终设计了一把形状如图2所示的滚刀。滚刀体材料选择高速钢（w18cr4v），这种钢材具有良好的塑性、韧性、强度和硬度，能承受震动和冲击负荷，根据经验滚刀体的直径约为产品最大外径值的1/2～3/5，这里取1/2，通过计算得出旋轮工作直径为30mm。

产品在滚压过程中，采用三爪卡盘1外加活动顶尖5进行安装，首先用采用三爪卡盘夹住粗加工过的模芯2，以模芯左端的台阶定位装夹，安装后进行精加工使其达到标准尺寸；毛坯3安装在模芯的右端面处，为了便于拆装模芯的右端设计有一个外圆直径为19mm的台阶，装夹的时候为了能使毛坯与模芯同时旋转，我们在顶尖处加多一截外圆直径为40mm，内孔直径为20mm的尼龙套类零件，最后再用活动顶尖5顶住，这样能保证装夹牢固可靠，拆装便捷。同时设计了一把专用滚压刀具安装在刀架上面，具体的装夹方式如图2所示。

为了保证产品的合格率，刀具的安装角度非常重要。分别设置为：1）引导角y，它主要对毛坯起预压的作用，防止在挤压过程中使材料表面出现隆起或堆积的现象，普通滚压中，一般取3°～9°之间，通过实际加工刀具引导角y为4°；2）成型角，它的大小直接影响着滚压时轴向力与径向力之间的分配，成型角过小会使径向分力变大，轴向分力变小，材料表面出现隆起的情况就会变小，所以一般取值为15°～45°之间，实际取值为22°；3）退出角B，退出角对于零件的影响较小，主要是滚压后退刀的时候不能碰到零件。但是也不能选择过大的退出角度，角度过大会影响到圆角半径处的强度，造成圆角处的强度降低，导致圆角断裂。实际取值约为60°。

2灯罩类产品的滚压

加工时参数的选择：转速及进给速度也对零件的加工起着至关重要的作用，根据经验铝合金件的旋压加工转速控制在500r/min～800r/min，转速快旋轮接触毛坯时容易产生较大的冲击力将毛坯打坏，太慢则会使零件表面压痕间距过大，影响粗糙度，因此选择转速为600r/min；旋压进给速度的选择根据滚压刀具圆弧处的半径和产品最小处的半径来确定，因为产品最小处的变形量最大，所以根据计算得出进给速度约为107mm/min；滚压的次数约为20次，最后两次作为根据以上要求最终完成该零件的滚压加工。

3加工出现的主要问题及分析

1）滚刀刀柄安装不正确，导致产品开裂，加工时滚刀如果不能合理的与铝板接触，导致滚刀不能与铝板同时旋转，滚刀直接将铝板挤裂。因此必须多次对滚刀安装的角度进行调整，并进行多次试车，使滚刀体与铝板同时旋转，让加工达到可行状态。2）滚刀处的圆弧半径不合理，导致产品开裂，滚刀与铝板第一时间接触时会产生较大的应力，如果应力过于集中，很容易使铝板出现开裂的状态，导致铝板报废。因此滚刀两边的圆角显得非常重要，经过反复测验，我们得出把圆角半径设为1.9mm，能使产品加工达到所需要的要求。

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关键词：加工误差；弹性形变；弹性恢复；二次精加工

尺寸精度是指加工后的工件尺寸和图纸尺寸要求相符合的程度。两者不相符合的程度通常是用误差大小来衡量。误差包括加工误差、安装误差和定位误差。其中，后两种误差是与工件和刀具的定位、安装有关，和加工本身无关。要提高加工精度减小加工误差，首先要选择高精度的机床，保证工件和刀具的安装定位精度，其次主要与数控车床加工工艺有关。

工艺系统中的各组成部分，包括机床、刀具、夹具的制造误差、安装误差、使用中的磨损都直接影响工件的加工精度。也就是说，在加工过程中工艺系统会产生各种误差，从而改变刀具和工件在切削运动过程中的相互位置关系而影响零件的加工精度。这些误差与工艺系统本身的结构状态和切削过程有关，产生加工误差的主要因素有：

1 加工原理误差

加工原理误差是由于采用了近似的加工运动方式或者近似的刀具轮廓而产生的误差，因在加工原理上存在误差，故称加工原理误差。只要原理误差在允许范围内，这种加工方式仍是可行的。

2 机床的几何误差

机床的制造误差、安装误差以及使用中的磨损，都直接影响工件的加工精度。其中主要是机床主轴回转运动、机床导轨直线运动和机床传动链的误差。

3 刀具的制造误差及弹性变形

我们很多人都有这样的经历，就是在前一刀车削了几毫米切深以后，发现离想要的尺寸还差几丝或者十几丝时，再按计划进行下一刀切削时，发现多切了很多，尺寸可能超差了。那么这样的情况我们认真分析过其中的原因吗？有人说，这可能是因为机床间隙比较大所致，而在同一进刀方向上是不会受间隙影响的，其真正原因就是弹性形变和弹性恢复。

弹性形变表现在刀具、机床丝杠副、刀架、加工零件本身等对象的形变，使刀具相对工件出现后退，阻力减小时形变恢复又会出现过切，使工件报废。产生形变的最终原因是这些对象的强度不足和切削力太大。

弹性形变会直接影响零件加工尺寸精度，有时还会影响几何精度（如零件变形时容易产生锥度，因为远离卡盘的位置形变幅度越大），刀具的强度不足，我们可以设法提高，有时机床和零件本身的强度，我们是没法选择或改变的，所以我们只能从减小切削力方面着手，来设法克服弹性形变，切深越小、刀具越锋利、工件材料硬度较低、走刀速度减小等都会减小实际切削阻力，都会减轻弹性形变。

所以为了保证工件的尺寸精度，我们往往把精加工、半精加工和粗加工分开，也就是说把弹性形变大的和弹性形变小的不同工序分开进行（粗加工时追求效率基本不追求精度，刀具需要偏钝，侧重强度，精加工时切削量很小，追求精度，刀具侧重锋利，减小切削阻力），在对刀试切时，就按照不同工序实际加工时的切深进行试切，确保试切时和实际加工时阻力和弹性形变幅度大致相当，确保数控机床坐标系建立准确，确保普通机床进刀准确；然后在精加工时尽可能采用比较锋利的刀具，最大程度减小切削抗力、减小形变。

刀具的制造误差、安装误差以及使用中的磨损，都影响工件的加工精度。刀具在切削过程中，切削刃、刀面与工件、切屑产生强烈摩擦，使刀具磨损。当刀具磨损达到一定值时，工件的表面粗糙度值增大，切屑颜色和形状发生变化，并伴有振动。刀具磨损将直接影响切削生产率、加工质量和成本。

4 夹具误差

夹具误差包括定位误差、夹紧误差、夹具安装误差及对刀误差等，这些误差主要与夹具的制造和装配精度有关。

4.1 基准不重合误差

当定位基准与工序基准不重合时而造成的加工误差，称为基准不重合误差，其大小等于定位基准与工序基准之间尺寸的公差。

4.2 基准位移误差

工件在夹具中定位时，由于工件定位基面与夹具上定位元件限位基面的制造公差和最小配合间隙的影响，导致定位基准与限位基准不能重合，从而使各个工件的位置不一致，给加工尺寸造成误差，这个误差称为基准位移误差。

5 转速对加工的影响

正常情况下，大家知道，转速越高，切削的效率越高，效率就是利润，所以，我们要在条件允许的情况下，运行尽可能高的转速进行切削。但转速、工件直径确定切削线速度，线速度受工件硬度、强度、塑性、含碳量、含难切削合金量和刀具的硬度及几何性能等因素制约，所以要在线速度限制下选择尽可能高的转速。另外转速高低选择要根据不同材质的刀具确定，例如高速钢加工钢件时，转速较低时粗糙度较好，而硬质合金刀具则转速较高时，粗糙度较好。再者，在加工细长轴或薄壁件时，要注意将转速调整避开零件共振区，防止产生振纹影响表面粗糙度。

6 切削要素对表面粗糙度的影响

我们知道工件材质较硬时，加工后工件表面粗糙度较好，另外当工件材料的可塑性和延展性越高时（如铜材、铝材），就需要刀具越锋利才能加工出比较好的表面粗糙度，灰铸铁加工相对于钢件加工来说，因为成份复杂，含杂质程度高，就需要刀具硬度较高。有些延展性较高强度又较高的合金材料，就需要锋利却又能保证强度的刀具，所以就比较难加工（如不锈钢、镍基耐热合金、钛合金等）。

除了材料对刀具提出要求以外，切削要素对表面粗糙度也会产生影响，当精加工切深太小，甚至比刀具刃厚还小时，刀刃已不能实现正常切削，所以产生挤压，也就会出现很差的表面粗糙度。当切深太大，甚至使刀具产生弯曲时，这时工件材料是被撕裂下来的，所以在工件上会留下很多丝状铁屑残留和较明显的纹路。走刀速度对工件表面粗糙度的影响也是相当明显的，当走刀速度加快或刀具副偏角不恰当时，会使走刀纹路高度加大，也就使表面粗糙度变差。

刀具不是很锋利的情况下，切深太小，甚至比刀刃厚度还小时，已经不是正常的切削了，只能属于“刮”或“研”，所加工工件表面粗糙度会下降，工件表面出现细微白丝，好像笼罩一层白雾，所以要注意控制。

在一般的生产状态下，车床的精度已经确定，加工所用的刀具和夹具也已经确定，操作者的熟练程度也已经确定，在此种前提下，要想尽量提高工件的尺寸精度，笔者认为应该注意以下几个问题。

本文以华中数控操作系统为例说明提高工件尺寸精度的几个问题。要想提高工件的尺寸精度，二次精加工是不可或缺的，用设置摩耗和更改尺寸数字即二次精车的方法的基本思路是：数控车床对刀后，在粗、精车轮廓之前，把数控装置中粗、精车刀具的磨耗调出来，把相应的X值或Z值设置成精加工余量即预设磨耗值，并在数控加工程序中设置工艺性暂停指令，起动数控车床依次对工件进行轮廓的粗、精加工，测量工件各部分的尺寸，减去精车余量后与零件图中的尺寸中值进行比较，同值变大，或同值变小，修改磨耗来解决；大小变化不同值时，修改加工程序中该部分的尺寸数字，与此同时，也可以检查工件的表面粗糙度，看是否达到要求，如达不到要求，修改切削用量如进给量或主轴转速（或切削速度），最后再精车一次，即二次精车，从而使工件的尺寸和表面粗糙度都达到图样要求。笔者在长期的实操加工中发现在二次精加工过程中可以通过一些措施来提高工件的尺寸精度。在这里通过一个例子来说明这几条措施。

如图所示，首先说一下加工工艺：先加工右端，从右至左一直加工到长度为5mm直径为48mm的轴的位置。凹椭圆先加工左半部分，掉头后再加工右半部分，加工右边时，在半长轴为10mm的椭圆位置加工出直径为38mm长度为15mm的工艺台阶，这样右端的退刀槽、螺纹、凹椭圆左半部分等全部一次完成，然后掉头夹住工艺台阶加工左端部分内轮廓、外轮廓及凹椭圆的右半部分，最后通过一夹一顶把工艺台阶部分加工成图纸要求的形状。

一般的加工程序在G71程序段的后面还应该有G00X100 Z100 M05 M00，在这里笔者把它们去掉了。这几个程序段的作用是粗加工后把刀具移到安全位置、主轴停下来、程序暂停，然后测量工件的尺寸并且结合精加工余量确定零件的当前实际尺寸与当前理论尺寸相比较，如果有偏差则在刀偏表的X磨损里进行调整，最后精加工得到工件的最终尺寸。但笔者在编程的时候把实现粗加工后测量尺寸的几段程序去掉了。那么这样的结果就是在第一次精加工的时候粗加工和精加工连续进行，那么如果粗加工后精加工预留量与事先设定的数值不一样，那么工件的最后尺寸不就与图纸尺寸有了很大的偏差吗？一般情况下要想进一步提高工件的尺寸精度，一般都要进行二次精加工，即先在X磨损里把磨损值定为1mm（外轮廓）。那么在理论上如果不考虑各种误差的话在第一次精加工后工件的尺寸比图纸尺寸大1mm，然后把X磨损值由1mm改为0mm，进行第二次精加工，就得到了工件的最后尺寸。

当然第一次精加工后工件的实际尺寸不一定恰好比图纸尺寸大1，这个时候就看第一次精加工后工件的实际尺寸比图纸尺寸大多少，大多少就在X磨损值1上减去多少。例如第一次精加工之后工件的实际尺寸比图纸要求尺寸大0.95，那么把X磨损值调整为1-0.95=0.05mm，然后第二次精加工，得到工件的最后尺寸。

采用这种方法与传统的相比有什么优点呢？

传统的二次精加工在粗车之后第一次精加工之前就要测量一下尺寸，看粗加工之后的尺寸与我们想要的尺寸是否有偏差，有的话就要调整进行第一次精加工，进行第二次测量尺寸，再与我们想要的尺寸相比较，有偏差的话进行第二次调整X磨损值，最后进行第二次精加工，得到最后的尺寸。看起来经过两次的测量、调整加工出来的工件的尺寸精度应该比较高，但是这里面也有不足之处：首先，我们第一次测量是在粗加工之后进行的，而粗加工之后工件的表面粗糙度比较大，在此种情况之下我们测量，工件表面的粗糙度会影响我们的测量结果，导致我们的测量结果存在比较大的误差，第一次精加工之后工件的表面粗糙度变小了，但我们测量读数的时候由于各方面因素的影响也会存在一些误差。这样两次误差累加形成的综合误差就比较大。而采用笔者所介绍的这种方法只需要测量一次，并且是在精加工之后进行的，测量受工件表面粗糙度的影响比较小，并且不象传统方法有累加误差，所以这种方法可以提高工件的尺寸精度，还可以提高生产效率。

在实际加工过程中我们第二次精加工之前所加工的尺寸可能不止一个，并且这几个尺寸与理想尺寸的偏差可能不是一致的。比如在上述例子中在第一次精加工完右端后我们要测量几个需要控制精度的尺寸。凹椭圆两边直径为48mm的轴及凹椭圆右边直径为40mm的工艺台阶轴、加工螺纹的光轴，假设它们的尺寸分别49.05mm、40.96mm、39.10mm、24.86mm，那么我们在调整X磨损值的时候应该保证让最多的尺寸在图纸要求的公差范围之内，比如我们把X磨损值由1mm调整为0mm，那么尺寸符合要求，如果还有不符合要求的，这时候我们可以在程序中通过修改程序数值的方法进行调整。以达到提高工件尺寸精度的目的。

参考文献：

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关键词：复杂零件；数控车床；加工；工艺；研究

中图分类号：TH162 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）33-0161-02

1 概 述

数控车床在复杂零件的加工中能够起到积极的作用，并且具有较为明显的优势，能够有效促进复杂零件的加工。复杂零件，在很多机械设备中占据关键地位，在对其进行施工的过程中，需要牢牢控制其精度，使用数控车床进行加工时现阶段施工的重要手段。对复杂零件的数控车床加工工艺进行有效控制，能够有效提升复杂零件的质量和实际使用水平。

2 复杂零件加工使用数控车床的必要性

2.1 数控车床的内涵

数控车床，是一种高精度、高效率的自动化机床。使用数控车床能够有效的进行机械产品的创造，数控车床具有较为广泛的加工工艺性能。使用数控车床能够对斜线圆柱、直线圆柱、圆弧和各种螺纹、蜗杆等复杂工件进行有效的加工，同时还具有圆弧插补、直线插补各种补偿功能，能够对复杂零件进行批量生产。

2.2 数控车床对复杂零件加工的重要意义

数控车床具有较为明显的优势：第一，数控车床自身的柔性程度较高。产品形状改变之后，制造大量的刀具和专用夹具的需求就会变小，这主要是因为在进行实际生产制造的过程中，只需要对产品的结构特征，对数控车床的程序进行有效的改变，就能够保证零件加工工作顺利完成，这对于有效提升产品的更新速度具有积极作用。第二，数控车床自身的精度较高。数控车床能够对自身的参数进行有效的控制和管理，从而在完成多道工序的时候，能够降低其误差，因为其不需要进行重复的定位工作。第三，数控车床能够有效提高生产效率。数控车床具有较好的刚性，这样能够有效加快复杂零件的生产效率，减少了加工的时间。

3 数控车床对复杂零件的加工

在对一些外形复杂的回转类零件进行加工的时候，使用数控车床能够起到良好的效果，需要注意的是，在使用数控车床的时候，需要对零件的加工顺序、加工道具以及夹位等方面进行综合考虑。而针对一些十分复杂的回转类零件，就需要使用数控车床才能够起到较好效果[1]。使用数控车床进行复杂零件的加工和制造是时，具体的零件图，如图1所示。

3.1 复杂零件的分析

上图所示的零件在进行设计、加工制造的过程中，需要使用到多项技术和设备。复杂零件较为繁复，包括了椭圆、抛物线等方面，同时该零件还对角度提出了更高的要求。这样就需要有良好的设备作为支撑。

3.2 复杂零件的工艺分析

在对该复杂零件进行施工的过程中，需要对其具体细节进行有效的分析，这样能够便于施工过程中控制具体的精度和准确度。使用数控车床对该零件进行加工的时候，需要使用到的工艺主要是以下方面：O0001；T0101； （外圆粗车刀，刀尖角为 15度）

M03 S2；

G71 U2 R0.2；

G71 P1 Q2 U1 W0 F100；

G6.3 X40 Z-47.21 A30 B20 Q30000；

G01 W-1.79

G02 X44 W-2R2；

X48 W-1；

W-14；

X54 W-1；

X52 W-1；

G00 X80 Z80 M05；

从上图所示的零件来看，该零件在进行加工的过程中，需要在两头进行加工，同时还需要保持精确的尺寸，这样就需要对装夹定位工作进行有效的控制，使用良好的台阶外圆作为分工界面，这样能够分成两道工序进行施工。根据装夹位的实际位置，选择合适的加工顺序，这样能够有效提升零件加工的效果[2]。

3.3 加工工艺的路线

在对复杂零件进行加工的时候，首先需要使用三爪自定心卡盘对毛坯面进行夹持，同时还需要对复杂零件的实际尺寸进行有效的控制，这样能够达到要求的尺寸。在此基础上，还需要对装夹进行有效的调节，将工件的Φ 70 mm 左端面进行定位，同时并使用三爪自定心卡盘进行相应的夹持工作，以达到需求的尺寸[3]。

3.4 加工程序的编制工作

复杂零件在使用数控车床进行加工的过程中，需要对数控车床的程序进行有效的编制，这主要是复杂零件的外部轮廓较为复杂，并且具有椭圆和抛物线的形状要求。在对加工程序进行有效的编制时，需要对零件加工的重点和难点进行控制，如果该零件使用同一把车刀进行加工，那么就需要对刀具的角度进行控制，刀具使用在编程中使用的效率较高，这样就需要做好编制工作。不同的系统使用的指令也不一样，因而使用的编制也不一样，需要根据实际情况进行有效的调整。

4 数控车床加工工艺的分析

数控车床在进行加工的时候，通常会涉及到较多的方面，一方面主要是复杂零件的图纸中包含的数据和尺寸需要满足编程的需求这就要求在对图纸进行设计的时候，保证数据的精确性。因而在对图纸中的数据进行标注时，需要使用同一个基准标注尺寸进行，同时需要注意的是，针对复杂零件的不同节点的坐标进行准确计算，定义好复杂零件轮廓的几何元素。另一方面，还需要对复杂零件各个部位的结构进行有效控制，需要保证其能和数控车床加工的特点进行有效的契合。数控车床在进行加工的过程中，针对复杂零件，使用统一性的尺寸和几何类型，这样能够对刀具规格进行有效的控制。数控车床的加工需要对基准定位进行有效的控制，这样能够对安装定位过程中产生的误差进行有效的控制，减少误差的存在。

4.1 数控车床加工工艺中路线的分析

数控车床在进行加工的过程中需要经历多个阶段，主要分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段以及光整加工阶段。粗加工阶段主要是对复杂零件的多数加工余量进行有效的切除，并且促进其有效接近相应的零件成品。半精加工阶段中想要使得复杂零件的表面达到一定的精度，这样能够做好相应的加工准备。精加工阶段能够使得数控车床达到图纸规定的质量要求。而在光整加工阶段，针对一些要求较高的表面，这样就需要做好相应的工作，能够有效提高复杂零件的精度。

4.2 夹具和刀具的分析

使用数控车床进行复杂零件的生产时，需要做好夹具和刀具的选择工作，尤其是针对单件小批量零件的生产时，优先选择通用的夹具、组合型的夹具能够起到良好的效果，而在进行成批的生产时，则需要使用专用夹具。在对夹具进行选择的时候，需要综合考虑到复杂零件的实际要求，这样对工件、机床坐标系的尺寸关系进行有效的协调。复合型的刀具、可转位刀具、陶瓷涂层刀具以及硬质合金刀具进行有效的选择，对于提高复杂零件的生产效果具有积极作用。需要注意的是，在对刀具进行选择的时候，需要对刀具的规格、精度和类型进行有效的控制。

4.3 切削用量的分析

对切削用量进行设计和分析的时候，需要对主轴转速、背吃刀量以及进给速度进行控制，这样能够对刀具耐用度产生较大的影响。其次进给量以及切削深度也会产生相应的影响，但是实际效果并不够十分明显。选择粗加工的切削用量时，首先需要考虑的是切削深度，其次就是进给量，最终才是切削速度，由此切削用量才能有效发挥相应的作用。复杂零件在进行实际加工的过程中，需要使用到良好的切削用量，因而对切削用量进行有效的控制就显得很有必要。需要注意的是，在对切削用量进行控制的时候，按照一定的顺序进行能够发挥积极作用。这主要是因为切削用量针对数控车床来说发挥着重要作用和意义，因而加强切削用量的控制效果十分必要，采用良好的顺序能够提高复杂零件的精确度。

5 结 语

在使用数控车床加工复杂零件的过程中，需要对其中的加工工艺进行有效的控制和分析，主要包括对加工工艺的路线、加工程序的编制工作、数控车床加工工艺中的路线、夹具和刀具以及切削用量进行有效的分析。使用数控车床进行复杂零件的加工能够有效提升工作效率，这对于有效提升复杂零件的精度具有积极作用。

参考文献：

[1] 李莹，吴成义.复杂零件在数控车床加工的工艺探讨[J].中国科技投资，

2013（A19）：158.

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【关键词】数控车床 多头螺纹 加工方法

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2014）08B-0118-02

螺纹加工是中职学校学生在数控车床实操中的必学内容，大多数学生对螺纹加工觉得难以掌握，特别对加工多头螺纹，感到难度很大。为了帮助学生掌握多头螺纹的加工方法，下面以数控车床加工多头螺纹的方法，分析螺纹零件特性，讲解多头螺纹的加工方法和步骤。

一、螺纹的基本特性

螺纹连接在各行各业应用很普遍。其作用一是作为物体之间的固定连接，例如汽车上轮毂的紧固螺钉；二是用于传递动力，同时改变运动的形式（如旋转运动改变为直线运动），例如数控车床的水平调整使用的垫脚千斤顶。按照螺纹剖面形状的不同，主要分为三角螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹和矩形螺纹四种。在实际中，根据用途不同选用四种中的一种，例如固定连接固定时选用三角螺纹；传递动力及改变运动形式时选用梯形或矩形螺纹；锯齿螺纹一般用在特定的场合，如用在单向传力的场合。

二、普通车床加工多头螺纹的难点

若采用普通车床对下面零件进行多头螺纹加工（如图1所示），会存在以下的加工难点。

图1 多头螺纹加工图

1.当第一条螺纹车成之后，需要手动进给小刀架前移一个螺距，并使用百分表或量块进行精确测量，使刀尖沿轴向精确移动一个螺距，然后再进行下一条螺纹的加工，这样一个螺纹一个螺纹地加工。

2.有些年代比较久远的车床，由于车床运转误差使得齿轮啮合相位容易产生偏移，这样在加工中还需要不断地打开挂轮箱，来调整齿轮啮合相位。

3.由于受普通车床从卡盘到刀架之间传动链误差的影响，多头螺纹的导程和螺距难以达到很高的精度。

4.加工过程中，当刀具磨损甚至出现打刀时，需要进行换刀。刀具重新定位时必须准确，否则螺纹会发生乱牙。

这4个难点决定了在普通车床上进行多头螺纹加工的难度，它要求操作者具备高技能水平，这就局限了操作者的人群数量。数控车床没有以上难点，一般的技术工人可以学会和掌握数控车床加工多头螺纹零件的方法。另外，数控车床在螺纹加工的生产中不但能极大地提高生产效率，减轻劳动强度，而且加工精度较高。

三、数控车床加工多头螺纹的常用方法

使用数控车床加工多头螺纹，加工的质量和效率均能较好地得到保证。数控车床加工螺纹一般有两种加工方法。

（一）G92直进切削方法

格式：G92 X Z F 。

用于加工单行程螺纹，程序复杂，每次切削深度一般由编程人员给出。

（二）G76斜进切削方法

格式：G76 P（m）（a） Q（dmin）

R（d） ；

G76 X（U） Z（W） R（i） P（k）

Q（d） F（I）。

它克服了指令G92的缺点，可以将工件从坯料到成品螺纹一次性加工完成，切削深度由控制系统来计算给出，程序简单，可节省编程时间。

G76 与G92相比，前者较优，所以通常学生在加工编程中，用G76比较多。

四、多头螺纹加工的工艺实例分析

现以广州数控系统的GSK 980 TA车床，加工以上图1的螺纹M 28×3/2-5 g 6 g为例，讲解多头螺纹的数控车床加工过程。

工件要求：螺纹长度为28 mm，倒角为2×45°，螺牙表面粗糙度为Ra 3.2。采用的材料为45#圆钢坯料。

（一）计算多头螺纹的各项尺寸

通过对以上图1分析，螺纹M 28× 3/2的已知参数：螺纹的公称直径d=28 mm，导程为L=3 mm，螺距P=1.5 mm，头数n=2 mm。

根据公式可计算，螺纹小径 d1=d-1.0825 p=28-1.0825×1.5=26.376 mm，螺纹中径d2=d-0.649 p=28-0.649×1.5=27.026 mm。根据公差带，由《机械手册》查表得尺寸上偏差为-0.032，下偏差为-0.268，公差为0.236。

（二）正确选择多头螺纹刀具

加工多头螺纹车刀的种类、材质较多，根据被加工材料合理选用。以加工案例（如图1所示）零件材料为45号钢牌号为例，对于45号圆钢材质，宜选用现代加工用的涂层硬质合金成形刀，或者一般的YT 15硬质合金车刀。涂层硬质合金刀具材料具有高温硬度，摩擦系数较小，消耗功率小，节约能源，被加工工件表面的粗糙度值较小，工作效率较高。Y T15硬质合金没有像涂层硬质合金这么好，从硬度来讲没有这么硬，工件表面的粗糙度值较大，工作效率较低。因此有条件的话最好选择涂层硬质合金。

五、多头螺纹加工方法及程序设计

多头螺纹的编程方法和单头螺纹编程方法相似，现以加工案例（如图1所示）为例讲解。用GSK 980 TA系统程序编辑如下：

（工件原点设在右端面中心）

程序内容程序说明

O 1234

G 00 X 100 Z 100 定位至起刀点

S 280 M 03 启动主轴，转速280转/分

T 0303 螺纹车刀

G 00 X 32 Z 4.5 定位至（32，4.5）

G 76 P 020060 Q 100 R 0.05 G 76 X 26.375 Z-28 P 975 Q 500 F 1.5 G 76 螺纹车削循环加工第一头螺纹

G 00 X 32 Z 3 定位至（32，3）加工第二头螺纹

G 76 P 020060 Q 100 R 0.05 G 76 X 26.376 Z-28 P 975 Q 500 F 1.5 G 76 螺纹车削循环加工第一头螺纹

G 00 X 100 Z 100 返回刀具起始点

T 0300 M 05 取消刀补、停主轴

M 30 程序结束

六、多头螺纹加工的控制因素

在运用程序加工多头螺纹中，要特别注意对以下问题的控制：（1）主轴转速的确定。确定好主轴转速，中途就不能变换，否则会产生乱牙。（2）表面粗糙度的要求。一般情况下，螺纹的两侧牙面最低要求Ra 3.2，最高要求Ra 1.6。（3）中径尺寸精度的要求。一般采用三角螺纹公法线测量，或者螺纹环规。

使用指令G 76编程加工多头螺纹是最常用的方法。综合以上所述，数控车床加工多头螺纹有着普通车床无可比拟的优势，使用数控车床车削多头螺纹时不存在分头精度低的问题，且较易保证加工质量，同时生产效率也较高，经济效益十分明显。

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【关键词】直进法切削梯形螺纹;斜进法切削梯形螺纹;左右法切削梯形螺纹

0.引言

梯形螺纹是应用很广泛的传动螺纹,在普通车床上加工梯形螺纹劳动强度大,且经常出现废品,而在数控车床上加工能极大减小劳动强度,提高生产效率和加工质量。梯形螺纹分米制（牙型角为30°）和英制两种（牙型角为29°），我国常采用米制梯形螺纹。

车削梯形螺纹时，通常采用高速钢材料刀具进行低速车削，低速车削梯形螺纹一般有如图1所示的3种进刀方法：直进法、斜进法、左右切削法。通常直进法只适用于车削螺距较小(P4mm)的梯形螺纹常采用斜进法、左右切削法。下面我们分别探究一下这几种车削方法：

下面以加工梯形螺纹Tr36×6为例，介绍如何在GSK980TD系统的数控车床上车削梯形螺纹。

1.直进法车削梯形螺纹

因GSK980TD系统的G92螺纹切削循环指令就是以直进方式进刀的，故可采用G92指令，粗车梯形螺纹时编程如下，留出精车余量。

车螺纹时，螺纹车刀刀尖及两侧刀刃都参加切削，每次进刀只作径向进给，随着螺纹深度增加，进刀量应相应减少，否则容易产生扎刀现象。这种方法虽可以获得比较正确的齿形，操作也很简单，但由于刀具三个切削刃同时参加切削，振动比较大，牙侧容易拉出毛刺，不易得到较好的表面品质。

2.斜进法车削梯形螺纹

因GSK980TD系统的G76螺纹切削复合循环指令就是以斜进方式进刀的，故可采用G76指令，粗车梯形螺纹时编程如下，留出精车余量。

车螺纹时，螺纹车刀沿着牙型一侧平行的方向斜向进刀，直至牙底处。这种方法只有一侧刀刃参加切削，使排屑比较顺利，不易引起扎刀现象。

3．左右切削法车削梯形螺纹

该方法需要调用子程序和G32指令相结合进行中、左、右法切削加工，粗车梯形螺纹时编程如下，留出精车余量。

车螺纹时，由于是车刀两个主切削刃中的一个在进行单面切削，避免了三刃同时切削，所以不容易产生扎刀现象。在实际操作过程中，要根据实际经验，一边控制左右进给量，一边观察切屑情况，当排出的切屑很薄时，就可采用光整加工使车出来的螺纹表面光洁，精度也很高。

注意事项:

(1)切削时加切削液，根据情况看是否要加顶尖。

(2)梯形螺纹精粗车刀的刀头宽度不能相差太大，不然换刀后会使切削余量过大，发生崩刀等问题。

(3)G76为复合切削循环，修改不方便，最好使用G92修改和精加工。

(4)对于一些大螺距的螺纹，车削时主轴转速不能过高，需参考机床的最高进给速度，否则会发生失步等问题。

4.结束语

以上是GSK980TD数控车床加工梯形螺纹的常用方法，教师能够较形象、较直观地把车削方法讲解和传授给学生，学生普遍也能够较快、较容易地理解和掌握这种车削方法，大大降低了梯形螺纹车削这一课题的教学难度和强度。但在生产实践中梯形螺纹的车削是相当复杂的，车削过程中不可仅仅应用一种方法去车削，而应融会贯通，因此学生只有熟练掌握了各种车削方法，才能在车削过程中灵活运用，高效率、高精度、高品质地完成梯形螺纹车削。　[科]

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关键词：用户宏程序 子程序 变量

一、概述

在编程工作中，用户宏程序允许使用变量、算术和逻辑运算及条件转移，在相类似工件的加工中巧用宏程序将起到事半功倍的效果。在数控车削加工中，我们经常遇到非圆曲线的加工（如椭圆、抛物线等），利用用户宏程序编制加工程序，使得编制更简便。

二、车削非圆曲线用户宏程序实例

图 零件加工图

车削非圆曲线用户宏程序实例（以FANUC Seres Oi数控系统为例），加工上图所示零件，双边余量为2mm，现夹持零件左端直径φ44mm处，加工φ48mm尺寸和椭圆曲线部分。图示整体优势椭圆曲线部分：椭圆的长半轴为b=40mm，短半轴为a=24mm。椭圆函数公式为：

数控车床编程用直径编程，所加工的椭圆曲线位于第三象限和第四象限内，X取正值唯一值，可以转换为：

由于图示椭圆曲线的坐标原点与工件坐标系的原点不重合，在编程时要采用G52局部坐标系指令偏移工件坐标系，椭圆部分加工完后，再用G52指令将局部坐标系偏回到原工件坐标系，继续加工。

在子程序中引用变量编程，采用FANUC数控系统局部变量（自变量指定I类）编程，自变量指定A对应#1，B对应#2，I对应#4，J对应#5，K对应#6，故上式用满足数控系统宏功能的表达式为：

#3=-[[2*#4]*SQRT[1-[#1*#1]/[#5*#5]]]

注：方括号[]在函数表达式中必须使用正确，它确定了运算的次序，括号可以使用5级，否则系统报警。

主程序：

O0001；

G21 G54 G99； 公制，每转进给

G00 X200 Z200； 定义换刀点

T0101； 换1号车刀（机夹式硬质合金刀具）

G50 S3000； 车床最高限速3000r/min

M03 G96 S200； 主轴正转，恒线速

G00 X35 Z2； 精加工右端面

G01 Z0 F0.1；

X-1；

G00 X55 Z5； 刀具快速移动到起刀点

G65 P9001 A12 B-26 D86 I24 J40 K0.05；调用用户宏程序9001，对局部变量符值，A对应#1，B对应#2，I对应#4，J对应#5，K对应#6，D对应#7。（注：字母应按字母顺序指定，否则系统要报警）

G00 G40 X50； 退刀，取消刀补

G00 X200 Z200； 回换刀点

M30； 程序结束

用户宏程序：

O9001； 属于（#1>#2）的情况

N5 G00 G42 X36 Z5； 将刀移到起刀点

G52 X#7 Z-12；将工件坐标系偏移到图示椭圆中心位置，X轴为直径φ86mm，包括双边2mm加工余量（即84mm+2mm），建立局部坐标系

N10 #3=-[[2*#4]*SQRT[1-[#1*#1]/[#5*#5]]]； 用相应的宏程序表达函数式，即x=f（z）

G01 X#3 Z#1 F0.1； 用直线插补走刀一次

#1=#1-#6；步长0.05mm，步长值要与加工精度相适应

IF [#1 GE #2] GOTO10； 如果加0.05mm后等于终点

值就走最后一刀

G01 Z-33.5；车φ48mm外圆，-33.5mm是在局部坐标

系中的坐标值

G52 X0 Z0；将局部坐标系偏回到原工件坐标系，即工

件右端面

G40 X55； 退刀

Z5；

#7=[#7-0.5]；双边余量2mm，每次吃刀深0.5mm，

分4次走刀完成

IF[#7 GE 84] GOTO05； 判断局部坐标系X值是否大于或等于84，如果等于84，返回到N5，走最后一刀

M99； 用户程序结束，返回主程序

参考文献：