螺纹是零件上常见的一种结构，它被广泛用于零件之间的连接，传递运动和动力。螺纹加工是数控车削中必须掌握的基本技能之一。螺纹加工的类型繁多，包括内外圆柱螺纹、单头螺纹和多头螺纹等。数控系统提供的螺纹指令包括：单一螺纹切削循环指令和螺纹切削固定循环指令。本项目通过对常见连接螺纹（普通三角螺纹）的学习，让学生熟练掌握螺纹的加工工艺方法。
【知识目标】
✧在熟知螺纹结构特点的基础上，掌握螺纹加工的工艺知识；
✧掌握螺纹加工的工艺编制；
✧掌握螺纹加工指令G32、G92、G76；
✧掌握多线螺纹的编程及其加工。
【能力目标】
✧能正确分析零件图，能根据所加工的零件正确选择加工设备、确定装夹方案、选择刃具量具、确定工艺路线、编制工艺卡和刀具卡；
✧能熟练应用螺纹加工指令G32、G92、G76对指定螺纹进行编程，并能操作数控机床完成零件的加工。
【思政目标】
✧小组学习的过程中，具备发现问题解决问题的能力；具有团队协作，提炼总结，科学合理制定、实施工作计划的能力；
✧上机床操作具备良好的心理素质和克服困难的能力；
✧成果展示阶段，具有进行自我批评和自我检查的能力。
如图5－1所示螺纹轴，材料为45钢，毛坯为φ50 mm×80 mm，未注倒角全部为C2，表面粗糙度全部为Ra3.2μm，未注长度尺寸允许偏差±0.1 mm。分析螺纹轴的加工工艺，编制其加工程序，并在数控机床上加工。
图5－1 螺纹轴
1.技术要求分析
该零件图有哪些技术要求？
2.加工方案
1）装夹方案
加工该零件应采用何种装夹方案？
2）位置点选择
（1）工件零点设置在什么位置最好？
（2）换刀点应设置在什么位置？说出理由。
（3）循环起刀点应设在什么位置？
3.确定工艺路线
该零件的加工工艺路线应怎么安排？
（一）螺纹加工工艺
1.螺纹加工的基础知识
1）常用螺纹的牙型
沿螺纹轴线剖切的截面内，螺纹牙两侧边的夹角称为螺纹的牙型，常见螺纹的牙型有矩形、三角形、梯形、锯齿形等，生产中常用螺纹的牙型如图5－2所示。
图5－2 常用螺纹牙型
牙型角指在螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角。普通螺纹的牙型角为60°，英制螺纹牙型角为55°。
2）螺纹旋向
螺纹有左旋和右旋之分。使用的螺纹绝大多数是右旋螺纹，即顺时针旋转为拧紧，如图5－3所示。
3）螺纹的标注方法
（1）普通螺纹标注。普通螺纹的牙型为三角形，有粗牙和细牙之分。粗牙普通螺纹的代号用牙型符号“M”及“公称直径”表示；细牙普通螺纹的代号用“M”及“公称直径×螺距”表示，如M24×1.5。
普通螺纹应标注标记，其内容和格式如下：
图5－3 螺纹旋向
例如，M10×1LH－5g6g－S的含义如下所示：
普通螺纹的标注方法如图5－4所示：
图5－4 普通螺纹标注方法
（2）梯形螺纹标注。梯形螺纹应标注标记，其内容和格式如下：
例如，Tr32×12（P6）LH－8e－L的含义如下所示：
具体标注方法如图5－5所示。
（3）内、外螺纹旋合的标注。
内、外螺纹旋合在一起时，标注上公差带代号用斜线分开，左边和右边分别表示内螺纹的公差带代号和外螺纹的公差带代号，螺纹旋合长度包括螺纹倒角，如图5－6所示。
图5－5 梯形螺纹标注方法
图5－6 旋合螺纹标注方法
4）普通螺纹牙型的参数
如图5－7所示，在三角形螺纹的理论牙型中，D是内螺纹大径（公称直径），d是外螺纹大径。
图5－7 普通螺纹牙型的参数
螺纹小径（d1或D1）也称外螺纹底径或内螺纹顶径。
螺纹中径（d2或D2）是一个假想圆柱的直径，该圆柱剖切面牙型的沟槽和凸起宽度相等，同规格的外螺纹中径d2和内螺纹中径D2公称尺寸相等。
螺距（P）是螺纹上相邻两牙在中径上对应点间的轴向距离。
导程（L）是一条螺旋线上相邻两牙在中径上对应点间的轴向距离。
2.螺纹加工尺寸分析
（1）切削外圆柱螺纹时，需要计算实际车削时的外圆柱面的直径d计和螺纹实际小径d1计。
车削如图5－8（a）所示零件中的M30×1.5外螺纹，材料为45钢，试计算实际车削时的外圆柱面的直径d计和螺纹实际小径d1计。
①车螺纹时，零件材料因受力挤压而使外径胀大，因此螺纹部分的零件外径应比螺纹的公称直径小0.2～0.4 mm，一般取d计＝d－0.1P。
②在实际生产中，为计算方便，不考虑螺纹车刀的刀尖半径r的影响，一般取螺纹实际牙型高度h1实＝0.649 5P，螺纹实际小径d1计＝d－2h1实＝d－1.3P。
图5－8 螺纹加工尺寸
在图5－8（a）中，实际车削时的外圆柱面的直径
螺纹实际牙型高度h1实＝0.649 5P＝0.649 5×1.5 mm≈0.974 mm。
螺纹实际小径d1计＝d－2h1实＝d－1.3P＝（30－1.95）mm＝28.05 mm。
（2）内螺纹的底孔直径D1计及内螺纹实际大径D计的确定。
车削内螺纹时，需要计算实际车削时的内螺纹的底孔直径D1计及内螺纹实际大径D计。
车削如图5－8（b）所示M24×1.5内螺纹，零件材料为45钢，试计算实际车削时内螺纹的底孔直径D1计，以及内螺纹实际大径D计。
①由于车削时车刀的挤压作用，内孔直径要缩小，所以车削时螺纹的底孔直径应大于螺纹小径。计算公式如下：
式中：D——内螺纹的公称直径，单位为mm；
P——内螺纹的螺距，单位为mm。
一般实际车削时的内螺纹底孔直径：钢和塑性材料取D1计＝D－P；铸铁和脆性材料取D1计＝D－（1.05～1.1）P。
②内螺纹实际牙型高度同外螺纹，h1实＝0.649 5P，取h1实＝0.65P。内螺纹实际大径D计＝D，内螺纹小径D1＝D－1.3P。
在本例中实际车削时的内螺纹的底孔直径取
螺纹实际牙型高度取h1实＝0.65 P＝0.65×1.5 mm＝0.975 mm。
内螺纹实际大径D计＝D＝24 mm。
内螺纹小径D1＝D－1.3P＝（24－1.3×1.5）mm＝22.05 mm。
3.螺纹起点与螺纹终点轴向尺寸的确定
如图5－9所示，由于车削螺纹起始需要一个加速过程，结束前有一个减速过程，因此车螺纹时，两端必须设置足够的升速进刀段δ1和减速退刀段δ2。
δ1和δ2的数值与螺纹的螺距和螺纹的精度有关。实际生产中，一般值取2～5 mm，大螺距和高精度的螺纹取大值；δ2值不得大于退刀槽宽度，一般为退刀槽宽度的一半左右，取1～3 mm，若螺纹收尾没有退刀槽时，收尾处的形状与数控系统有关，一般按45°退刀收尾。
4.进刀方法的选择
在数控车床上加工螺纹时的进刀方法通常有直进法和斜进法。
（1）直进法。如图5－10所示，车削三角螺纹时，车刀两刃同时切削，车刀受力大，散热困难、磨损快、排屑难，每次进给的切削深度不能过大，但所加工的螺纹牙型较准确。每次进给的吃刀量按递减规律分配；直进法适合加工导程较小的螺纹。当螺距P＜3 mm时，一般采用直进法。
（2）斜进法。如图5－11所示，车削三角螺纹时，车刀顺着螺纹牙型一侧斜向进刀，车刀两侧刃中只有一侧切削刃进行切削，经多次走刀完成加工。用此法加工三角螺纹时，刀具切削条件好，可增大切削深度，生产效率高，但加工面粗糙度值大，斜进法适合加工导程较大的螺纹。当螺距P≥3 mm时，一般采用斜进法。
图5－9 螺纹起点与螺纹终点的尺寸确定
图5－10 直进法
图5－11 斜进法
5.切削用量的选用
1）切削速度
为了防止螺纹产生乱扣，在车螺纹时，主轴转速的确定应遵循以下几个原则：
①在保证生产效率和正常切削的情况下，宜选择较低的主轴转速。
②当升速进刀段δ1和减速退刀段δ2比较充裕时，可适当提高主轴转速。
③通常情况下，在数控车床上加工螺纹，主轴转速受数控系统、螺纹导程、刀具、零件尺寸和材料等多种因素影响。不同的数控系统，有不同的推荐主轴转速范围，操作者在仔细查阅说明书后，可根据实际情况选用，大多数经济型数控车床车削螺纹时，推荐主轴转速为
其中：P——零件的螺距，单位为mm；
K——保险系数，一般取80；
n——主轴转速，单位为r／min。
加工图5－8（a）中M30×1.5普通外螺纹时，主轴转速n≤1 200／P－K＝（1 200／1.5－80）r／min＝720 r／min。根据零件材料、刀具等因素取n＝400～500 r／min，学生实习时一般取n＝400 r／min。
④螺纹切削时不能用主轴线速度恒定指令G96。
2）背吃刀量的选用及分配
加工螺纹时，单边切削总深度等于螺纹实际牙型高度时，一般取h1实＝0.65P。车削时应遵循后一刀的背吃刀量不能超过前一刀背吃刀量的原则，即递减的背吃刀量分配方式，否则会因切削面积的增加、切削力过大而损坏刀具。但为了提高螺纹的表面粗糙度，用硬质合金螺纹车刀时，最后一刀的背吃刀量不能小于0.1 mm。
常用螺纹加工走刀次数与分层切削余量可参阅表5－1。
表5－1 常用公制螺纹牙深及推荐切削次数
续表
3）进给量f
单线螺纹的进给量等于螺距，即f＝P。多线螺纹的进给量等于导程，即f＝L。
在数控车床上加工双线螺纹时，进给量为一个导程，常用的方法是车削第一条螺纹后，轴向移动一个螺距（用G01指令），再加工第二条螺纹。
6.普通螺纹刀具的安装与对刀
螺纹刀的刀尖角应等于螺纹牙型角α，其前角γ0为0°才能保证螺纹的牙型，否则牙型将产生误差。只有粗加工或螺纹精度要求不高时，其前角γ0才可取5°～20°。安装螺纹车刀时刀尖对准工件中心，并用样板对刀，以保证刀尖角的角平分线与工件的轴线相垂直，车出的牙型才不会偏斜。车刀安装过高，则吃刀到一定深度，车刀的后刀面顶住工件，增大摩擦力，甚至把工件顶弯，造成啃刀现象；过低，则切屑不易排出。牙型角α的保证，取决于螺纹车刀的刃磨和安装。
装夹外螺纹刀时，刀头伸出不要过长，一般为刀杆厚度的1.5倍左右。装夹内螺纹刀时，刀杆伸出长度稍大于螺纹长度，刀装好后应在孔内移动刀架至终点，检查是否有碰撞。
7.螺纹的检测
螺纹的主要测量参数有螺距、大径、小径和中径的尺寸。
1）螺距的测量
对于一般精度要求的螺纹，螺距可以用钢直尺测量，如果螺距较小可以先量10个螺距然后除以10得出一个螺距的大小。如果较大的可以只量2～4个，然后再求一个螺距。
2）大、小径的测量
外螺纹的大径和内螺纹的小径，公差都比较大，一般用游标卡尺或千分尺测量。
3）中径的测量
常用三角螺纹中径测量方法主要有以下几种：
（1）螺纹千分尺测量中径。如图5－12所示，测量时，用通用量具直接测量，在千分尺的测量端带有可更换的专用成对的测头，每对测头由一个V形测头和一个圆锥形测头组成。将两个测头正好卡在螺纹的牙侧上，测得的尺寸就是螺纹的中径。
图5－12 螺纹千分尺测量螺纹中径
（2）三针法测量螺纹中径。如图5－13所示，测量时所用的三根圆柱形量针是由量具厂专门制造的。在没有量针的情况下，也可用三根直径相等的优质钢丝或新的钻头柄部代替。测量时，把三根量针放置在螺纹两侧相对应的螺纹槽内，用千分尺量出两边量针顶点之间的距离M。根据M值可计算出螺纹中径的实际尺寸。
图5－13 三针法测量螺纹中径
（3）螺纹综合测量。用螺纹量规对螺纹各主要参数进行综合性测量。螺纹量规包括螺纹环规和螺纹塞规，如图5－14所示。它们都分通规和止规，在使用中不能搞错。测量时，通规可以通过而止规不能通过，则螺纹合格。如果通规难以拧入，应对螺纹的各直径尺寸、牙型角、牙型半角和螺距等进行检查，经修正后再用量规检验。
图5－14 螺纹量规
（二）编程指令
1.螺纹切削（G32）
（1）指令功能：用G32指令可加工固定导程的圆柱螺纹或圆锥螺纹，也可用于加工端面螺纹。
（2）指令格式：G32 X（U）__Z（W）__F__；
其中：X，Z——螺纹编程终点的X、Z向坐标，单位为mm，X为直径值；
U，W——螺纹编程终点相对编程起点的增量坐标，单位为mm，其中U为直径值；
F——螺纹导程，单位为mm。
X省略时为圆柱螺纹切削，Z省略时为端面螺纹切削；X、Z均不省略时为锥螺纹切削（图5－15）。
图5－15 G32螺纹切削
（3）编程要点。G32进刀方式为直进式。
切削斜角α＝45°以下的圆锥螺纹时，螺纹导程以Z方向指定。图5－16中A点是螺纹加工的起点，B点是单行程螺纹切削指令G32的起点，C点是单行程螺纹切削指令G32的终点，D点是X向退刀的终点。图5－16中，①用G00 X向进刀；②用G32车螺纹；③用G00 X向退刀；④用G00 Z向退刀。
图5－16 单行程螺纹指令G32进刀路径
练一练
【例5－1】 圆柱螺纹加工（G32）。
如图5－17所示，螺纹外径已车至φ29.8 mm，4 mm×2 mm的退刀槽已加工，零件材料为45钢。用G32编制该螺纹的加工程序。
图5－17 圆柱螺纹尺寸
（1）螺纹加工尺寸计算。
实际车削时外圆柱面的直径为d计＝d－0.2＝（30－0.2）mm＝29.8 mm。
螺纹实际牙型高度h1实＝0.65P＝0.65×2 mm＝1.3 mm。
螺纹实际小径d1计＝d－1.3P＝（30－1.3×2）mm＝27.4 mm。
升速进刀段和减速退刀段分别取δ1＝5 mm，δ2＝2 mm。
（2）确定切削用量。
查表5－1得双边切深为2.6 mm，分5刀切削，分别为0.9 mm、0.6 mm、0.6 mm、0.4 mm和0.1 mm。进给量f＝P＝2 mm。
主轴转速n≤1 200／P－K＝（1 200／2－80）r／min＝520 r／min。学生实习时，一般选用较小的转速，取n＝400 r／min。
（3）编程。参考程序如表5－2所示。
表5－2 参考程序
【例5－2】 内螺纹加工（G32）。
如图5－18所示，内螺纹的底孔φ22 mm已车完，C1.5的倒角已加工，零件材料为45钢。用G32指令编制该螺纹的加工程序。(www.xing528.com)
（1）螺纹加工尺寸计算。
实际车削时取内螺纹的底孔的直径D1计＝D－P＝（24－2）mm＝22 mm。
螺纹实际牙型高度h1实＝0.65P＝（0.65×2）mm＝1.3 mm。
内螺纹实际大径D计＝D＝24 mm。
内螺纹小径D1＝D－1.3P＝（24－1.3×2）mm＝21.4 mm。
升速进刀段和减速退刀段分别取δ1＝5 mm，δ2＝2 mm。
（2）确定切削用量。
查常用螺纹加工走刀次数表与分层切削余量表，得双边切深为2.6 mm，分5刀切削，分别为0.9 mm、0.6 mm、0.6 mm、0.4 mm和0.1 mm。进给量f＝P＝2 mm。
主轴转速n≤1 200／P－K＝（1 200／2－80）r／min＝520 r／min，取n＝400 r／min。
（3）编程。参考程序如表5－3所示。
图5－18 内螺纹加工零件图
表5－3 参考程序
续表
2.螺纹切削循环（G92）
通过以上的例题可以看出，使用G32加工螺纹时需要多次进刀，程序较长，烦琐且容易出错。为此可以使用螺纹切削循环指令G92。
指令格式：G92 X（U）__Z（W）__I__F__；
螺纹切削循环指令把“快速进刀—螺纹切削—快速退刀—返回起点”4个动作作为一个循环。
直螺纹切削循环：G92 X（U）__Z（W）__F__；
锥螺纹切削循环：G92 X（U）__Z（W）__I__F__；
其中：X，Z——切削终点的绝对坐标，单位为mm；
U，W——切削终点相对于切削起点的增量坐标，单位为mm；
F——螺纹导程；
I——切削起点与切削终点X轴绝对坐标的差值（半径值）。
直螺纹和锥螺纹的切削循环如图5－19所示。
图5－19 直螺纹和锥螺纹的切削循环
练一练
【例5－3】 圆柱螺纹加工（G92）。
如图5－17所示，螺纹外径已车至φ29.8 mm，4 mm×2 mm的退刀槽已加工，材料为45钢，用G92指令编制该螺纹的加工程序。
参考程序如表5－4所示。
表5－4 参考程序
续表
3.螺纹切削循环（G76）
指令格式：G76 P（m）（r）（α）Q（Δdmin）R（d）；
G76 X（u）Z（w）R（i）P（k）Q（Δd）F（L）；
其中：X，Z——切削终点的绝对坐标，单位为mm；
U，W——切削终点相对于切削起点的增量坐标，单位为mm；
m——精加工重复次数（1～99），本指定是状态指定，在另一个值指定前不会改变，在螺纹精车时，每次进给的切削量等于螺纹精车的切削量d除以精车次数m；
r——倒角量，本指定是状态指定，在另一个值指定前不会改变；
α——刀尖角度：可选择80°、60°、55°、30°、29°、0°，用2位数指定，本指定是状态指定，在另一个值指定前不会改变；
Δdmin——最小切削深度（半径值，单位：0.001 mm），本指定是状态指定，在另一个值指定前不会改变；
d——精加工余量，本指定是状态指定，在另一个值指定前不会改变；
i——螺纹部分的半径差，含义及方向与G92的R相同，如果i＝0，可作一般直线螺纹切削；
k——螺纹高度，半径值，单位：0.001 mm；
Δd——第一次的切削深度半径值，单位：0.001 mm；
L——螺纹导程。
复合固定循环车削螺纹加工指令加工示意图如图5－20所示，车削螺纹加工指令深度示意图如图5－21所示。
指令中Q、P、R地址后的数值一般以无小数点的形式表示。
实际加工三角螺纹时，以上参数一般取：m＝2，r＝1.1 L，α＝60°，表示为P021160。Δdmin＝0.1 mm，d＝0.05 mm，k＝0.65P，Δd根据零件材料、螺纹导程、刀具和机床刚性综合给定，建议取0.7～2.0 mm。其他参数由零件具体尺寸确定。
图5－20 复合固定循环车削螺纹加工指令加工示意图
指令执行过程：
（1）从起点快速移动到B1，螺纹切深为Δd。如果α＝0，仅移动X轴；如果α≠0，X轴和Z轴同时移动，移动方向与A→D的方向相同。
（2）沿平行于C→D的方向螺纹切削到D→E相交处（r≠0时有退尾过程）。
（3）X轴快速移动到E点。
（4）Z轴快速移动到A点，单次粗车循环完成。
图5－21 车削螺纹加工指令深度示意图
（6）沿平行于C→D的方向螺纹切削到与D→E相交处（r≠0时有退尾过程）。
（7）X轴快速移动到E点。
（8）Z轴快速移动到A点，螺纹粗车循环完成，开始螺纹精车。
（9）快速移动到B点（螺纹切深为k、切削量为d）后，进行螺纹精车，最后返回A点，完成一次螺纹精车循环。
（10）如果精车循环次数小于m，转（9）进行下一次精车循环，螺纹切深仍为k，切削量为零；如果精车循环次数等于m，G76复合螺纹加工循环结束。
注意：
①螺纹切削过程中执行进给保持操作后，系统仍进行螺纹切削，螺纹切削完毕，显示“暂停”，程序运行暂停。
②螺纹切削过程中执行单程序段操作，在返回起点后（一次螺纹切削循环动作完成）运行停止。
③系统复位、急停或驱动报警时，螺纹切削减速停止。
④G76 P（m）（r）（α）Q（Δdmin）R（d）可全部或部分省略指令地址，省略的地址按参数设定值运行。
⑤m、r、α用同一个指令地址P一次输入，m、r、α全部省略时，按参数No.57、19、58设定值运行；地址P输入1位或2位数时取值为α；地址P输入3位或4位数时取值为r与α。
练一练
【例5－4】 圆柱螺纹加工（G76）。
如图5－22所示，螺纹外径已车至φ29.8 mm，零件材料为45钢，用G76指令编制螺纹的加工程序。
（1）螺纹加工尺寸计算。
实际车削时外圆柱面的直径为d计＝d－0.2＝（30－0.2）mm＝29.8 mm。
螺纹实际牙型高度h1实＝0.65P＝0.65×2 mm＝1.3 mm。
螺纹实际小径d1计＝d－1.3P＝（30－1.3×2）mm＝27.4 mm。
升速进刀段取δ1＝5 mm。
（2）确定切削用量。
精车重复次数m＝2，螺纹尾倒角量r＝1.1L，刀尖角度α＝60°，表示为P021160。最小车削深度Δd＝1 mm，表示为Q100。精车余量d＝0.05 mm，表示为R50（μm）。螺纹终点坐标X＝27.4 mm，Z＝－30 mm。螺纹部分的半径差i＝0，R0可省略。螺纹高度k＝1.3 mm，表示为P1300。第一次车削深度Δd＝1.0 mm，表示为Q1000。f＝2 mm，表示为F2。
主轴转速n≤1 200／P－K＝（1 200／2－80）r／min＝520 r／min，取n＝400 r／min。
（3）编程。参考程序如表5－5所示。
图5－22 圆柱螺纹加工
表5－5 参考程序
【例5－5】 内螺纹的加工（G76）。
如图5－23所示，内螺纹的底孔已车完，C1.5的倒角已加工，材料为45钢。用G76指令编制该螺纹的加工程序。
（1）螺纹加工尺寸计算。
实际车削时取内螺纹的底孔直径D1计＝（30－2）mm＝28 mm。螺纹实际牙型高度h1实＝0.65P＝（0.65×2）mm＝1.3 mm。内螺纹实际大径D计＝D＝30 m。内螺纹小径D1＝D－1.3P＝（30－1.3×2）mm＝27.4 mm。升速进刀段取δ1＝5 mm。
（2）确定切削用量。
精车重复次数m＝2，螺纹尾倒角量r＝1.1L，刀尖角度α＝60°，表示为P021160。最小车削深度Δd＝0.1 mm，表示为Q100。精车余量d＝0.05 mm，表示为R50。螺纹终点坐标X＝30 mm，Z＝－20 mm。螺纹部分的半径差i＝0，R0可省略。螺纹高度k＝1.3 mm，表示为P1300。第一次车削深度Δd＝1.0 mm，表示为Q1000。f＝2 mm，表示为F2。
主轴转速n≤1 200／P－K＝（1 200／2－80）r／min＝520 r／min，取n＝400 r／min。
（3）编程。参考程序如表5－6所示。
4.多线螺纹的加工方法
螺纹有单线和多线之分，螺纹上有一条螺旋线的是单头螺纹，有两条以上螺旋线的是多头螺纹。螺纹上相邻两螺旋线之间的距离称为螺距。同一条螺旋线上相邻两牙之间的距离称为导程，如三头螺纹，导程就是三个螺距。以此，导程与螺距的关系式为（图5－24）：
图5－23 内螺纹的加工
表5－6 参考程序
式中：F——螺纹导程，单位为mm；
n——螺纹头数；
P——螺纹螺距，单位为mm。
多头螺纹的标注方式有以下几种：
①第一种为“公称直径×Ph导程P螺距”，如果要进一步表明螺纹的头数，可在后面增加括号用英语说明，如双头为two starts，三头为three starts，四头为four starts等，如M30×Ph3P1.5（two starts）。
②第二种为“公称直径×导程／螺纹头数”，如M30×3／2。
③第三种为“公称直径×螺距（n头螺纹）”，如M30×1.5（two starts）。④第四种为“公称直径×导程（P螺距）”，如M30×3（P1.5）。
M30×Ph3P1.5（two starts）、M30×3／2、M30×1.5（two starts）和M30×3（P1.5）都表示的是公称直径是30 mm，导程是3 mm，螺距是1.5 mm的双头螺纹。
了解了多头螺纹与单头螺纹的不同，就可以很容易地加工出多头螺纹了。因系统不同，加工多头螺纹的方法也不尽相同，有的系统编程时可直接给出螺纹的头数。有的系统需要给出分头角度，即第一条螺纹螺旋线切入工件时的切入点与第二条螺纹螺旋线切入工件时的切入点之间的角度。如双头螺纹的分头角度是360°÷2＝180°，三头螺纹的分头角度是360°÷3＝120°，四头螺纹的分头角度是360°÷4＝90°。
1）数控系统自带的多头螺纹编程格式
如加工M30×3／2双头螺纹，广数GSK980TDa可以用螺纹头数编程，螺纹循环指令为G92，程序为“G92 X29.2 Z－50.0 F3.0 L2”，在加工多头螺纹时，不论任何系统，F都指导程，而不是螺距，所以式中F3.0指螺纹的导程是3 mm，L2指螺纹的头数是2。华中世纪星系统用螺纹头数和分头角度混合编程，螺纹循环指令为G82，则M30×3／2的螺纹循环程序为“G82 X29.2 Z－50.0 C2 P180 F3”，其中C2指螺纹的头数是2，P180指双头螺纹的分头角度是180°，F3指螺纹的导程是3 mm。世纪星系统用G76编程时，取消了螺纹头数的指令，只需给出分头角度P即可。
2）通过改变螺纹加工起始点距离的加工方式
还有一种加工多头螺纹的方法，适用于任何系统，即加工第二条螺旋线时，螺纹切削的起点向前或向后移动一个螺距的距离。如加工M30×6／3三头螺纹时，螺纹导程是6 mm，螺纹头数是3，所以螺距是2 mm。假如加工第一条螺旋线时，刀具的螺纹切削起点定位在Z10.0，切削第二条螺旋线时，刀具的螺纹切削起点可定位在Z8.0或Z12.0的位置上，切削第三条螺旋线时，刀具的螺纹切削起点可定位在Z6.0或Z14.0的位置上，程序如下：
图5－24 螺距与导程
加工四头、五头、六头等螺纹时同理。用G76编程时道理相同。注意为了安全起见，刀具的螺纹切削起点一般都往后移动，因为如果螺纹头数多的话，往前移刀具可能会碰到工件上。
用G76编程时，也是采用螺纹循环的起点向前或向后移动一个螺距距离的方法编程。广数980系列在G76程序段中是不能实现多头螺纹加工的。另外，还可以单独把G92或G76程序段编成子程序，通过调用子程序的方法加工多头螺纹。
练一练
【例5－6】 用螺纹加工起始点距离的方法，以加工如图5－25所示的M40×8（P2）四头外螺纹为例，完成该多头螺纹的加工。
已知螺纹公称直径为40 mm，导程为8 mm，螺距为2 mm，螺纹实际小径d1计＝d－1.3P＝（40－1.3×2）mm＝37.4 mm。
在广州数控上用G92加工圆柱螺纹的常用格式为：“G92 X__Z__F__；”。用G92加工好一头螺纹后，刀具沿Z轴向前或向后一个螺距加工另一头螺纹，直到将多头螺纹加工结束。参考程序如表5－7所示。
图5－25 多头螺纹
表5－7 加工螺纹参考程序
续表
该方法加工的特点是程序看起来很清晰，但程序太长，重复程序段太多，为简化程序可将其中重复的部分改用子程序来写，如表5－8所示。
在优化的程序中，主程序直接用M98 P42000调用4次子程序，使程序结构简化；在程序中“G00 W2”的作用是当加工完一头螺纹后，刀具沿着Z轴的正方向移动一个螺距2 mm进行多螺纹加工，这一句是实现多头螺纹加工的重要依据。这种方法使子程序更加简洁，程序结构清晰。
表5－8 加工螺纹简化后的程序
多头螺纹的加工，除了上面介绍的方法，也可以采用G32的格式加工，但G32的程序段更长，采用子程序或G92格式加工多头螺纹，可使程序非常简洁明了，程序结构很清晰。这种编程方法在其他数控系统如华中数控、FANUC上也适用。对于大螺距的螺纹在子程序中将G92换成G76螺纹复合循环即可进行加工，二者进刀方式不同，此处不再做说明。
1.图样分析
如图5－1所示，该零件主要包括外圆、内孔、内外槽、内外螺纹、倒角等加工。零件材料为45钢，无热处理和硬度要求，表面粗糙度全部为Ra3.2μm。
2.加工方案
1）装夹方案
由于毛坯为棒料，采用三爪自定心卡盘分两次装夹，确定合适的伸出长度（应将机床的限位距离考虑进去）。
2）位置点
（1）工件零点。设置在工件左、右端面与轴线的交点上。
（2）换刀点。为防止刀具与工件或尾座碰撞，换刀点设置在（X100，Z100）的位置上。
（3）起刀点。零件毛坯尺寸为φ50 mm×80 mm，该零件外轮廓的加工采用循环指令，为了使走刀路线短，减少循环次数，循环起点可以设置在（X50，Z2）的位置上。用刀宽为4 mm的车槽刀以左刀尖为刀位点，车螺纹时注意预留。
3.工艺路线确定
（1）平端面。
（2）打中心孔。
（3）用φ20 mm麻花钻钻孔，深约25 mm。
（4）粗、精车孔。
（5）加工内槽5 mm×φ26 mm。
（6）加工内螺纹M24×1.5。
（7）粗、精车零件右端外轮廓φ48 mm、φ40 mm至尺寸要求，长度尺寸加工至45 mm处。
（8）调头夹持φ40 mm外圆，平端面定总长。
（9）粗、精车零件左端外轮廓φ35 mm、φ30 mm至尺寸要求，长度尺寸加工至36 mm处。
（10）4 mm槽刀车外槽4 mm×2 mm。
（11）车外螺纹M30×1.5。
4.制定工艺卡片
刀具的选择见表5－9刀具卡。
表5－9 刀具卡
切削用量的选择见表5－10工序卡。
表5－10 工序卡
5.编制程序
车螺纹参考程序如表5－11和表5－12所示。
表5－11 车内螺纹参考程序
续表
表5－12 车外螺纹参考程序
6.零件加工
按表5－11和表5－12所示程序加工零件内螺纹和外螺纹。
教师与学生评价表参见附表，包括程序与工艺评分表、安全文明生产评分表、工件质量评分表和教师与学生评价表。表5－13所示为本工件的质量评分表。
表5－13 工件质量评分表
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