数控车削多头螺纹 （或蜗杆）的精度控制方法

张培彦刘静静

（1郑州旅游职业学院 机电系，郑州 450009；2河南天泰矿冶安全工程咨询有限公司，郑州 450008）

数控车削多头螺纹 （或蜗杆）的精度控制方法

张培彦1刘静静2

（1郑州旅游职业学院 机电系，郑州 450009；2河南天泰矿冶安全工程咨询有限公司，郑州 450008）

应用数控车床加工多头螺纹 （或蜗杆）是目前生产中常用的方法，对于精度要求较高的多头螺纹 （或蜗杆）加工，要经过粗车和精车两个工艺过程，并且要在粗车和精车两个工艺过程之间加上测量环节，根据测量值进行数控车床的磨耗调整后再进行精加工，就能达到很高的加工精度。

多头螺纹；蜗杆；磨耗；精度

利用数控车床加工螺纹具有编程简单，操作方便的特点，能大大提高生产效率、保证螺纹加工精度，减轻操作工人的劳动强度。但在高精度多头螺纹的车削加工过程中，不仅要保证多线螺纹 （或蜗杆）的尺寸精度和形状精度 （每条螺纹的小径要相等，每条螺纹的牙型角也要相等），而且还要保证几条螺纹的相互位置精度 （分线精度）。

多头螺纹 （或蜗杆）各螺旋槽在轴向是等距分布的，在端面上螺旋线的起点是等角度分布的。在数控车床上加工螺纹分线的方法跟普通车床一样有轴向分线法和圆周分线法两种，对于有主轴分度功能的数控车床可以采用圆周分线法，不具备主轴分度功能的经济型数控车床常用轴向分线法，这两种分线方法在数控车床上加工螺纹都能够得到较高的分线精度。

1．数控车床加工螺纹常用指令

数控车床加工螺纹常用G32、G92和G76三条指令。其中指令G32用于加工单头螺纹，编程任务重，程序复杂；而采用指令G92，可以实现简单螺纹切削循环，使程序编辑大为简化，但要求工件坯料事先必须经过粗加工。指令G76，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。且程序简捷，可节省编程时间。

2．数控车床加工多头螺纹的工艺安排

高精度多头螺纹的加工不能像加工普通单头螺纹一样，利用数控车床提供螺纹加工指令编程一次加工成型，必须要经过粗车和精车两个工艺过程，并且要在粗车和精车两个工艺过程之间加上测量环节，根据测量值进行数控车床的磨耗调整后再进行精加工，这样才能保证多头螺纹 （或蜗杆）的尺寸精度和形状精度。

3．实例应用分析

单头梯形螺纹的加工方法常采用左右切削法，数控编程常采用子程序调用或宏程序编程的方法。对于双头螺纹，当第一条螺旋线加工完成后，第二条螺旋线的加工起始位置在Z方向偏移一个螺距即可，但粗加工两条螺旋线的时候一定要在留有一定的精加工余量以便测量调整再进行精加工。

图1所示两条螺旋槽粗车完毕后，应用齿厚卡尺测量，测量方法是将齿厚卡尺调到0．5P（P为螺距）的尺寸，测量A、B、a、b的尺寸。测量后可能会出现如下4中情况：

（1） A＞B， a＞b

①A－B＝a－b则需精车第4侧面，在数控车床Z磨耗值输入 （a－b），再运行第一螺旋槽程序，车去（a－b）， 使 A＝B， a＝b 即可。

②A －B＞a－b，则需先精车第4侧面，方法如上①，使a＝b，再精车第4、1侧面，在数控车床Z磨耗值分别输入 （a－b），－（a－b）， 运行第一螺旋槽程序分别在第 4、 1侧面车去 （a－b）， 使a＝b， 再精车第4、1侧面，在数控车床Z磨耗值分别输入［（A－B）－（a－b）］／2，－［（A－B）－（a－b）］／2， 运行第一螺旋槽程序在第4、1侧面分别车去 ［（A－B）－（a－b）］／2， 使 A＝B、 a＝b 即可。

③A－B＜a－b，则先精车第4侧面，在数控车床Z磨耗值输入 （A－B），运行第一螺旋槽程序车去 （AB），使A＝B，再精车第2、4侧面，在数控车床Z磨耗值输入－［（a－b）－（A－B）］／2， 运行第二螺旋槽程序， 输入 ［（a－b）－（A－B）］／2运行第一螺旋槽程序， 分别车去 ［（a－b）－（A－B）］／2， 使 A＝B， a＝b即可。

（2） B＞A， b＞a

①B－A＝b－a则需精车第3侧面，在数控车床Z磨耗值输入 （b－a）运行第二螺旋槽程序车去 （ba）， 使 B＝A、 b＝a即可。

②B－A＞b－a则需先精车第3侧面，用上①所示方法，使a＝b，再精车3、2侧面，在数控车床Z磨耗值分别输入－［（B－A）－（b－a）］／2， ［（B－A）－（b－a）］／2运行第二螺旋槽程序分别在3、2侧面车去 ［（BA）－（b－a）］／2， 使 B＝A、 b＝a 即可。

③B－A＜b－a则需先精车第3侧面，在数控车床Z磨耗值输入 （B－A）运行第二螺旋槽程序车去 （BA），使B＝A，再精车3、1侧面，在数控车床Z磨耗值输入 ［（b－a）－（B－A）］／2 运行第二螺旋槽程序车去 ［（b－a）－（B－A）］／2， 再在数控车床 Z 磨耗值输入－［（b－a）－（B－A）］／2 运行第一螺旋槽程序车去 ［（b－a）－（B－A）］／2，使 B＝A， b＝a即可。

（3） B＞A， a＞b

①B－A＝a－b则需精车第2侧面，在数控车床Z磨耗值输入 （a－b），运行第二螺旋槽程序车去 （ab）， 使 B＝A，a＝b 即可。

②B－A＞b－a则需先精车第2侧面，方法如上①，再精车2、3侧面，在数控车床Z磨耗值分别输入－［（B－A）－（a－b）］／2， ［（B－A）－（a－b）］／2 运行第二螺旋槽程序分别车去 ［（B－A）－（a－b）］／2， 使B＝A， a＝b即可。

③B－A＜a－b，则需先精车第2侧面，在数控车床Z磨耗值输入 （B－A）运行第二螺旋槽程序车去 （BA），使B＝A，再精车第2、4侧面，在数控车床Z磨耗值输入－［（a－b）－（B－A）］／2 运行第二螺旋槽程序车去 ［（a－b）－（B－A）］／2， 再在数控车床 Z 磨耗值输入 ［（a－b）－（B－A）］／2 运行第一螺旋槽程序车去 ［（a－b）－（B－A）］／2， 使 B＝A， a＝b 即可。

（4） A＞B， b＞a

① A－B＝b－a，则需精车第1侧面，在数控车床Z磨耗值输入 （b－a），再运行第一螺旋槽程序车去（b－a）， 使 A＝B， a＝b 即可。

②A－B＜b－a则需先精车第1侧面，方法如上①，使b＝a，再精车1、4侧面，在数控车床Z磨耗值分别输入－［（A－B）－（b－a）］／2， ［（A－B）－（b－a）］／2，运行第一螺旋槽程序分别先车去 ［（A－B）－（ba）］／2， 使 A＝B， b＝a即可。

③A－B＜b－a则需精车第1侧面，在数控车床Z磨耗值输入 （A－B），运行第一螺旋槽程序车去 （AB），使A＝B，再精车第1、3侧面，在数控车床Z磨耗值输入－［（b－a）－（A－B）］／2， 运行第一螺旋槽程序车去 ［（b－a）－（A－B）］／2，再在数控车床 Z 磨耗值输入 ［（b－a）－（A－B）］／2， 运行第二螺旋槽程序车去 ［（b－a）－（A－B）］／2， 使 A＝B，b＝a 即可。

以上四种情况全部操作完成后，梯形螺纹的牙型尺寸及基本合格，但梯形螺纹中径还未合格，这时只需精车削第一螺旋槽的第1侧面，用公法线千分尺测量，中经合格后，再精车第二螺旋槽的第2侧面，车去的余量与第1侧面一样，这时第二条螺旋槽中经也合格了，并且A＝B，a＝b，那么这个双线梯形螺纹车削就全部完成了。

4．结束语

应用此方法加工的各种多头螺纹 （或蜗杆）都能达到很高尺寸精度和形状精度，而且还能保证几条螺纹的相互位置精度 （分线精度）。在实际生产加工精度要求较高的多线螺纹具有方便，实用，有效的特点。

［1］于晖．多线螺纹快速分线法 ［J］．机械工人 （冷加工），2002．（10） ．

［2］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，2005．8

［3］陶勇．浅谈多线螺纹 （或蜗杆）的分线方法．［J］．矿山机械， 2008．（20）

Precision control in CNC turning of multi－start thread or worm

It is a common process to machine multi－start thread or worm with CNC lathe in production．For the multi－start threads （or worm） call for higher accuracy， two turning operations of roughing and finishing must be carried out and a measuring process must be taken place after the roughing．Then， CNC lathe will be regulated for its finish turning based on the measured value．By this way， a higher machining accuracy will be achieved．

Multi－start thread； Worm； Abrasion； Precision