应用数控技术加工多线螺纹
摘 要：以GSK980T系统的数控车床加工为例，介绍G92、G76等两种多线螺纹编程功能指令，阐述了应用这些功能指令来加工多线螺纹的方法，即通过改变螺纹的切削起始角和通过改变螺纹轴向切削起点来加工多线螺纹。
关键词：多线螺纹；数控车床
一、引言
螺纹线有单线和多线之分，沿一条螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹，沿两条或两条以上螺旋线形成的螺纹称为双线或多线螺纹。用普通车床加工多线螺纹有两种方法，一种是轴向分线法，另一种是圆周分线法。
轴向分线法是按螺纹的导程车好一条螺旋槽后，把车刀沿螺纹的轴线方向往后移动一个螺距，再车第二条螺旋槽。以此类推加工其余的螺纹线……这种控制车刀沿轴向移动的距离对操作者要求高。操作方法有：（1）量块或百分表分线法，其分线精度高，但准备时间长，造成加工效率低。（2）小滑板刻度分线法，此方法比较简便，但分线精度低。
圆周分线法是按照螺旋线在圆周上等距分布的特点，即当车好一条螺旋线后，使工件与丝杠之间的传动链脱离，旋转主轴一个角度α（α=3600/n，n为螺纹线个数），然后再联接工件与丝杠之间的传动链，进行下一条螺旋线的车削。加工方法有：（1）利用三爪、四爪卡盘分线法，该方法分线简便快捷，但分线精度较低。（2）利用交换齿轮分线法，该方法分线精度较高，但操作麻烦，且只有当车床交换齿轮的齿数为螺纹线数的整倍数时才行。（3）利用多孔拨盘分线法，分线精度稍微高一些。需要增加多孔拨盘，这样准备工作多，加工效率低。
从以上可知，在普通车床上加工多线螺纹，其加工过程比较繁杂，主轴转速受到螺纹导程的限制，其切削速度较慢，加工效率低；再者螺纹在分线过程中容易出现误差，引起加工精度变低，会影响到螺纹的使用性能和降低其使用寿命。
随着科学技术的不断进步，在制造业技术不断的发展的今天，采用数控机床加工多线螺纹可以解决普通机床加工带来的诸多问题。数控车床加工多线螺纹与普通车床加工原理基本相同。在GSK980T系统中，线螺纹功能指令有G32、G92、G76等三条。其中G32为单行程螺纹切削指令，编程任务量大；G92为螺纹切削单一循环指令，简化程序段；G76为螺纹切削复合循环指令，程序简捷，很大程度提高了工作效率。
二、通过改变螺纹切削初始角加工多线螺纹
1.方法原理。改变螺纹切削初始角加工多线螺纹是根据螺纹的线数沿圆周方向进行分度，每加工完一线螺纹后，主轴旋转一定角度，而起刀点轴向位置不变，接着进行下一线螺纹的加工。
2.应用G92指令加工多线螺纹
（1）指令格式。G92X（U）__Z（W）__F__Q__；X、Z为绝对尺寸编程时螺纹的终点坐标；U、W为增量尺寸编程时螺纹的终点坐标；F为螺纹导程（F=N*P N为螺纹线数，P为螺纹的螺距）；Q为螺纹起始角，该值为不带小数点的非模态值，即增量为0.0010；如起始角为180度，则表示为Q180000（单线螺纹可以不用指定，此时该值为零）；起始角Q的范围为0～360000之间，如果指定了大于360000的值，则按360000（3600）计算。
（2）应用举例。例题1：用G92指令编制公称直径M=30mm，导程为L=3mm，螺距P=1.5mm，线数为2线，螺纹有效长度为50mm的双线螺纹加工程序。
程序如下：
O1212
G00 X80 Z80；
M03 S1 T0101； （S1：主轴传数为350r/min）
G00 X32 Z3； （快速定位到循环起点）
G92 X29.2 Z-52 F3 Q0； （加工第一条螺纹线，第一刀）
X28.6 Q0； （加工第一条螺纹线，第二刀）
X28.2 Q0； （加工第一条螺纹线，第三刀）
X28.04 Q0； （加工第一条螺纹线，第四刀）
G92 X29.2 Z-52 F3 Q180000； （加工第二条螺纹线，第一刀）
X28.6 Q180000； （加工第二条螺纹线，第二刀）
X28.2 Q180000； （加工第二条螺纹线，第三刀）
X28.04 Q180000； （加工第二条螺纹线，第四刀）
G00 X80 Z80；
M30；
三、通过改变螺纹切削起点加工多线螺纹
1.方法原理。用改变螺纹切削起点的方法加工多线螺纹，在编程时先确定第1线螺纹的切削起点，应用螺纹加工指令完成第1线螺纹加工，加工第n线螺纹时，重新确定切削起点，切削起点与第1线螺纹的切削起点轴向相差（n-1）*P距离。（P为螺距）
2.应用G76指令加工多线螺纹
（1）指令格式。
G76P（m）（r）（a） Q（△dmin）R（d）；
G76X（U）__Z（W）__R（i）P（k）Q（△d）F（L）；
式中：m为精加工重复次数（1—99），模态值；r为倒角量，模态值；a为刀尖角度（螺纹牙型角），模态值；△dmin为最小背吃刀量（半径值），模态值；d为精加工余量（半径值），模态值；X（U）、Z（W）为螺纹终点坐标值；i为螺纹锥度值（半径差值），若i=0，则为普通圆柱螺纹，可省略；k为螺纹高度（半径值）；△d为第1刀背吃刀量（半径值）；L为螺纹导程。
（2）应用举例。例2，用G76指令编制公称直径M=30mm，导程为L=4mm，螺距P=2mm，线数为2线，螺纹有效长度为50mm的双线螺纹加工程序。
程序如下：（设螺纹实际大径已加工）
O1258
G00 X80 Z80；
M03 S1；
T0101；
G00 X32 Z5； （快速定位到循环起点）
G76 P020160 Q100 R0.05； （加工第一条螺纹线）
G76 X27.4 Z-52 P1299 Q450 F4；
G00 X80 Z80；
X32 Z7； （第二条螺纹的循环起点，在第一条螺纹的循环起点的Z方向上行动一个螺距）
G76 P020160 Q100 R0.05； （加工第二条螺纹线）
G76 X27.4 Z-52 P1299 Q450 F4；
G00 X80 Z80；
M30；
四、结语
数控车床加工多线螺纹的加工原理与普通车床基本相同，两者相互比较，数控加工可以实现快速切削和准确分线，可以通过数控程序一次完成粗、精加工，提高加工效率，降低生产成本，减轻劳动强度，保证零件质量，普通机床却做不到这些。
参考文献：
[1]夏铭，郭建青.数控机床编程及操作 [M].南京：东南大学出版社，2014.
[2]邓德红.数控机床加工多线螺纹的技巧分析[J].北京：硅谷，2014.
[3]邓发云.多线螺纹的数控加工原理与方法[J].广西：广西轻工业，2009.