摘要：为了探索数控车床加工小直径螺纹工艺研究，本为介绍了一种自动走刀攻螺纹的加工方案。该方案可以实现在数控车床利用程序控制，自动完成中心孔的钻削、螺纹底孔的加工及螺纹的加工，提高了加工效率，并且有效保证了螺纹的加工精度，是一种值得推向整个机加工行业的方案。
关键词：数控车床；程序控制；自动加工
0 引言
车床加工螺纹通常为车削螺纹，由于螺纹的直径原因，对螺纹底孔有着一定的要求，当螺纹底孔小于螺纹车刀的直径时，螺纹将不能够加工。在普通车床上，通常会利用机床的尾座，装上钻夹头，夹持丝攻，通过手摇进给的方式，实现攻螺纹，但这一工艺，对于操作工人的技术水平要求较高，且效率低下。本文通过某一零件为例，如图1所示，详细介绍利用数控车床加工M8直径螺纹的工艺。
1 加工工艺分析
通过分析图纸可得知，该零件为一个回转体轴类零件，零件材料牌号为45号碳钢。零件包含了外圆、倒角、端面螺纹，加工方案为加持工件的左端，伸出卡盘60mm，利用外圆车刀加工断面、外圆及倒角，由于螺纹直径为8mm，螺纹底孔较小，利用数控车削方案不可行。现采用先钻中心孔，钻螺纹底孔，攻螺纹的方案加工。
图1 零件图
2 刀具的选择
通过上述的工艺分析可得知，加工该零件总共会应用外圆车刀、中心钻、螺纹底孔钻、丝攻四把刀具。外圆车刀选用75°粗车可转换刀，刀头牌号为WNMG0804，形状为桃型，具有强度高，耐磨性好，可利用面多等特点，如图2所示。中心钻选用90°定心钻，材料为硬质合金加涂层，常用的中心钻定完中心孔后，钻头在钻完孔后，还得利用倒角刀进行孔口倒角，而现选用的定心钻在钻定位孔的时候，孔口会留下45°的倒角，避免了二次倒角，提高了加工效率，如图3所示。螺纹底孔钻选用普通麻花钻，丝攻为螺旋切削丝锥。
图2 外圆车刀片
图3 定心钻
3 刀具夹具工装设计
目前市场四工位的车床较多，四工位刀架如图4所示，此零件需要安装四把刀具，由于数控车刀柄特殊结构，四工位刀架一次难以完成四把刀具的安装，为了提高加工效率，设计一款同一工位可以装夹两把刀具的工装夹具，如图5所示。夹具以地面定位，在中间部分根据钻夹头刀柄的大小开设两个孔，每个孔的上方设有两个紧固螺丝，用来锁紧刀柄。两个刀柄孔一定要保证在同一中心高度，便于调节钻头与丝攻和工件中心的高度。该夹具结构简单，制造成本低，同时解决了刀具工位不够的问题。为了提高该夹具的使用寿命，夹具采用淬火处理。
图4 四工位刀架
4 螺纹加工参数计算及程序
根据图纸所示，该螺纹为M8的标准螺纹，查表可得知螺纹螺距为1.0mm。螺纹的加工方法借鉴普通机床攻丝方法，当主轴旋转一周，丝攻X向移动一个螺距值，即1mm。设定主轴转速为每分钟100转，采用G01直线进给，进给速度F=100mm。当螺纹加工到图纸要求时，设置暂停时间，主轴反转，依然保持相同的转速和切削速度直线退出，切记不能用G0的速度退出，否则会把已经加工好的螺牙拉坏。具体程序如下（西门子802C系统）：
G54 G90 G94（设定工件坐标系每分钟进给）
G0x80Z100（设定换刀点）
M06 T3D1（调用钻头参数）
M03S1200（螺纹底孔加工转速）
G0X0Z2
G01Z-18F150
G0Z10
M06T3D2（调用丝攻参数）
M03S100（螺纹底孔加工转速）
G0X0Z2
G01Z-16F100
G04 S2（暂停2秒）
M04 S100（主轴反转）
G01Z2F100（直线退刀）
G0x80Z100（返回换刀点）
M05
M30
图5 刀具工装夹具
5 结论
数控加工螺纹加工工艺有一定的特殊性，在加工过程中，不仅需要合理的选择好刀具材料，同时还要控制好切削参数以及刀具角度，选择适合的编程指令，并在加工的过程中时刻保持着对生产环节的控制。只有这样全面的对加工工艺进行管理，才可以保证螺纹加工中的效率以及质量。该方案实用于回转体端面小直径螺纹的加工，具有高效、高能等特点，且刀具工装夹具结构简单，制造成本低等优势，具有较高的推向一线加工行业的意义。
