數(shù)控車床中梯形螺紋(蝸桿)加工方法

通常車削梯形螺紋時(shí)，采用高速鋼材料刀具進(jìn)行低速車削，一般采用圖1四種進(jìn)刀方法：直進(jìn)法、左右切削法、車直槽法和車階梯槽法。直進(jìn)法適用于車削螺距較小(P<4mm)的梯形螺紋，而粗車螺距較大(P>4mm)的梯形螺紋常采用左右切削法、車直槽法和車階梯槽法。

在這四種切削方法中，除直進(jìn)法外，其他三種車削方法都能不同程度地減輕或避免三刃同時(shí)切削，使排屑較順暢，刀尖受力、受熱情況有所改善，從而不易出現(xiàn)振動(dòng)和扎刀現(xiàn)象，還可提高切削用量，改善螺紋表面質(zhì)量。所以，左右切削法、車直槽法和車階梯槽法獲得了廣泛的應(yīng)用。

在數(shù)控車床上車削三角螺紋時(shí)一般可選用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)夾刀具，利用螺紋循環(huán)指令完成加工。但由于梯形螺紋較之三角螺紋，其螺距和牙型都大，而且精度高，牙型兩側(cè)面表面粗糙度值較小，致使梯形螺紋車削時(shí)，吃刀深，走刀快，切削余量大，切削抗力大，加之有些數(shù)控車床剛性較差，如果在切削過(guò)程中參數(shù)選擇不合理就容易產(chǎn)生“扎刀”和“爆刀”現(xiàn)象。

采用斜進(jìn)法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)螺紋來(lái)說(shuō)，由于有固定循環(huán)指令，較為方便，但對(duì)異型螺紋加工就不太方便。下面介紹利用宏程序采用“分層法”切削加工梯形螺紋，該方法切削狀況好，對(duì)刀具要求不高，尺寸由程序中相應(yīng)數(shù)值保證，當(dāng)牙頂寬和螺紋底徑達(dá)到尺寸要求時(shí)，螺紋中徑等其他各項(xiàng)尺寸也相應(yīng)達(dá)到尺寸要求，尺寸精度易于控制，螺紋表面質(zhì)量好，甚至蝸桿和其它異型螺紋的加工也可套用該方法的編程思路。

這里講的“分層法”車削梯形螺紋實(shí)際上是直進(jìn)法和左右切削法的綜合應(yīng)用。在車削較大螺距的梯形螺紋時(shí)，“分層法”通常不是一次性就把梯形槽切出來(lái)，而是把牙槽分成若干層，每層深度根據(jù)實(shí)際機(jī)床情況可轉(zhuǎn)化成若干個(gè)較淺的梯形槽來(lái)進(jìn)行切削。每一層的切削都采用左右交替車削的方法，背吃刀量很小，刀具只需沿左右牙型線切削，梯形螺紋車刀始終只有一個(gè)側(cè)刃參加切削，從而使排屑比較順利，刀尖的受力和受熱情況有所改善，因此能加工出較高質(zhì)量的梯形螺紋?！胺謱臃ā笔疽鈭D如圖2所示。

例：采用“分層法”車削圖3所示梯形螺紋。

分析：采用西門子802D系統(tǒng)指令編制宏程序，刀寬1.5mm(W=1.93)，以螺紋刀左刀位點(diǎn)編程。

由于螺紋單邊深度為3.5mm，切削深度較深，所以我們可以將其分成4層進(jìn)行切削，分別是：

（1）36~34mm，每次切削深度為0.2mm（直徑值）；

（2）34~32mm，每次切削深度為0.15mm（直徑值）；

（3）32~30mm，每次切削深度為0.1mm（直徑值）；

（4）30~29mm，每次切削深度為0.05mm（直徑值）。

梯形螺紋參考程序如下：

TX01.MPF

N010M08；

N020M03 S150 F0.3 T3D1；

N030G00 Z5；

N040G00 X38；刀具接近工件

N050R0=0.2；定義每次切削深度為0.2mm（直徑值）

N060R11=3.5；定義螺紋深度為3.5mm(半徑值)

N070R2=36-R0；定義每刀切削時(shí)的X值

N080MM：G0 X=R2；X軸螺紋的加工起點(diǎn) （圖4a）所示）

N090G33 Z-32 K6 SF=0；螺紋切削

N100G00 X38；X軸退刀

N110G00 Z=6.23+（R11-R0/2）*TAN（15）；Z軸螺紋的加工起點(diǎn) （圖4b）所示）

坐標(biāo)計(jì)算：Z=5+螺紋底寬+A-刀寬

=5+1.93+( R11-R0/2）*TAN（15）-1.7

=6.23+（R11-R0/2）*TAN（15）

N120G00 X=R2；

N130G33 Z-32 K6 SF=0；

N140G00 X38；

N150G00 Z=5+（R11-R0/2）*TAN（15）； Z軸螺紋的加工起點(diǎn) （圖4 c）所示）

坐標(biāo)計(jì)算：Z=5-A

=5-( R11-R0/2）*TAN（15）

N160G00 X=R2；

N170G33 Z-32 K6 SF=0；

N180G00 X38；

N190G00 Z5；

N200R2=R2-R0；重新定義切削時(shí)的X值

N210R11=R11-R0/2；重新定義螺紋深度

N220IF R2〉=34 GOTOB MM；切削直徑大于等于34mm時(shí)程序跳轉(zhuǎn)到MM處

N230R0=0.15；重新定義每次切削深度為0.15mm（直徑值）

N240IF R2〉=32 GOTOB MM；

N250R0=0.1；

N260IF R2〉=30 GOTOB MM；

N270R0=0.05；

N280IF R2〉=29 GOTOB MM；

N290M05；

N300M00；

N310M08 M3 S150 F0.3 T3D1；

N320GOTOB MM；N290~N350通過(guò)修改刀具磨損值對(duì)螺紋精度控制

N330G00 X150；

N340G00 Z5；

N350M30；

總結(jié)：采用這種宏程序加工的方法，編程略顯復(fù)雜，但分層左右借刀，每層切深逐漸減少，既避免刀具三刃切削，又合理安排切削用量，兼顧了刀具壽命和加工質(zhì)量。

（作者單位：南京機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院）