刀具磨耗补偿在数车螺纹加工中的应用

摘 要：螺纹加工是数控车削生产中一项最基本，也是难度最大的加工内容。随着科学技术的发展以及数控车削加工工艺要求的不断提高，螺纹加工面临着非常严峻的考验。在实际螺纹加工生产过程中，G代码编程是一种传统的加工方法，其螺纹中径合格率比较低，如果能够准确掌握并灵活运用刀具磨耗补偿方法，不仅能够有效提高螺纹中径合格率，还有利于提升螺纹加工生产效率、生产质量。本篇论文主要对数车螺纹加工中刀具磨耗补偿应用的相关问题进行了分析与探讨。

关键词：刀具磨耗补偿；数车螺纹加工；应用

近年来，市场对机械产品的要求不断提高，不仅要求机械产品具有通用性与灵活性，还需要其具有较高的精度。为有效提高螺纹加工产品的螺纹中径合格率，可以在数车螺纹加工中灵活运用刀具磨耗补偿方法。

1 数车螺纹加工中应用G代码编程方法的问题

在机械产品中，螺纹零件的种类繁多且比较复杂，三角形螺纹套、三角形螺纹轴具有连接作用，在实际生活中较为常见。传统数控车削螺纹加工中，应用G代码编程是一种较为普遍的方法。一般情况下，数控车削螺纹加工所使用的数控车床是FANUC型，所应用的G代码编程方法主要有三种，第一种螺纹切削指令是固定循环的，其主要用于生产圆柱型螺纹的过程中，具体指令为G92X_Z（W）_F_；第二种螺纹切削指令是单行程的，即G32X（U）_Z（W）_F_；第三种螺纹切削指令是复合循环式的，即G76X（U）_Z（W）_R（i）P（k）Q（△d）F（f）；G76P（m）（r）（a）Q（△d-min）R（d）。上述三种G代码编程方法均是数控车削螺纹加工方法，在实际应用过程中，一般需要根据降刀次数、进刀次数、螺纹外径、实际小径等进行相应的编程，以确保螺纹产品能够有较为良好的品质。但现实情况却是，因为受到了刀具磨耗等相关问题的影响，G代码编程方法在实际应用过程中仍旧存在一些问题，像，中径合格率低，诸如此类问题的存在既会对螺纹的加工生产带来一定的不利因素，也会给螺纹零件的实际应用造成了非常大的影响，需要进一步改进与完善。

2 刀具磨耗补偿应用的思考

2.1 应用原理探究

螺纹加工中，需要分多次进行螺纹刀加工，从而会对刀具造成一定的磨损，刀具半径会逐渐变小，利用此类刀具进行生产时，难免会使工件出现一定的误差，若是其出现的误差超出公差的要求范围，就会导致产品无法满足有关生产标准的要求，进而增加螺纹中径的不合格率，尤其是在应用FANUC-0i数控系统进行螺纹加工的过程中，这一现象尤为突出。再加上，螺纹加工过程中，螺纹中径的尺寸也会因为其自身特性、机床精度等所造成的影响，导致加工出的实际尺寸超出了螺纹中径公差的标准范围。如果出现这样的情况，就需要重新编制生产程序，也要对已经加工制作完成的螺纹进行重新修正。操作内容是这样的：第一步，将刀具磨耗界面打开；第二步，在螺纹刀的X方向上、刀号上等方面输入相应的磨耗。如果完成上述操作的螺纹零件，其中径不合格，那么就继续将磨耗输入进去，至合格为止。

在螺纹加工时，在螺纹进给量方面，需要保留余量，一般情况下，余量采用△d进行表示，在打开刀具磨耗补偿界后，一一输入△d1、△d2、△d3……等（它们是逐渐降低的关系），至合格为止。

2.2 数车螺纹加工过程中实际应用刀具磨耗补偿的分析

在实际应用刀具磨耗补偿这一方法进行数车螺纹加工时，第一步就是要对G代码编程进行一定的调整。一般要在螺纹的直径方向留出一定的余量。待螺纹加工完成后，需要对其进行进一步检测，此时所利用的是螺纹通止环规，若是不合格，需要再一次地返回加工。在重新编程后开展磨耗补偿加工，首先，要在面板上按下“OFFSET”功能键或者选择“磨耗”软键，之后打开刀具补偿界面，点击“磨耗”，并在G01处输入相应的数值，然后再按下“磨耗”软键，之后返刀具磨耗补偿至程序中的第一行，并使用功能键“跳步”，此时，就要在当前的程序下，把循环启动按钮开启，这样做之后就能够使其自动地进行加工处理。执行完N40条，N80条就可直接操作，至重新回到换刀点，点击暂停，之后需要对其进行进一步检测，此时所利用的是螺紋通止环规，检测不合格就要继续运行，至合格为止。

2.3 应用效果

数车螺纹加工过程中，利用FANUC-0i数控系统，且应用刀具磨耗补偿方法，可以使操作更加简单方便，还可以确保将螺纹中径控制在公差尺寸规定的范围内，从而在很大程度上提高了螺纹加工合格率。在熟练掌握刀具磨耗补偿方法之后，就可以将其灵活应用于别的工件上，像端面的加工、外圆的加工、槽的加工等等。在实际应用过程中，如果在精车后出现超过标准范围的问题，就可以利用刀具磨耗补偿，对其进行进一步的修复，最终使所需要加工的零件达到设计的标准要求。任何事物都有两面性，刀具磨耗补偿不仅有优点，也有不足之处，主要体现在：首先，对加工尺寸比较小的项目来说，其起不到修复效果；其次，刀具磨耗补偿方法并不是适用所有刀路的，往往只能在利用等高方式、加工2D与3D形状的刀路中能够起到修复作用。

3 结语

综上所述，数车螺纹加工过程中刀具磨耗补偿的灵活与有效应用，有利于提高螺纹中径合格率，保证加工螺纹中径尺寸可以满足相关标准的要求，但仍有一定的缺点，相信随着科学技术的不断进步，刀具磨耗补偿方法能够得到进一步改进，为提升螺纹加工生产效率、生产质量提供更大的帮助。

参考文献：

[1] 张增英，曹文钢.刀具摩耗补偿功能在数控车削加工中的应用[J].机械工程师，2013，04：3-4.

[2] 陈胜强.刀具磨耗补偿在数车螺纹加工中的应用分析[J].河南科技，2013，12：123.

[3] 吴中强.试论刀具磨耗补偿在数车螺纹加工中的应用[J].河南科技，2013，14：97.

作者简介：

施孝红（1974-），男，汉族，浙江宁波人，本科，工程师，研究方向：机械加工。