利用子程序在數控車床上加工梯形螺紋

武新衛

（三門峽市高級技工學校，河南 三門峽 472000）

梯形螺紋與普通螺紋相比具有螺距和牙深都較大、精度較高、牙型兩側面表面粗糙度值較小的特點，這就導致梯形螺紋的加工難度較大。普通車床靠操作者雙手直接操作，靈活性較大，加工出的梯形螺紋隨操作者的水平而異。在數控車床上加工則要靠加工方法、切削參數和加工程序來保證。在多年的數車加工實踐與教學過程中，通過不斷地學習、摸索、總結，對數控車床車削梯形螺紋有了一定的認識。下面介紹一種利用子程序在 FUNAC 0I Mate系列數控車床上加工梯形螺紋的方法，簡潔實用，很好掌握。其它系統數控車床道理一樣，也可參考。

1 梯形螺紋的一般加工方法

梯形螺紋是應用很廣泛的傳動螺紋,在普通車床上加工梯形螺紋勞動強度大,且經常出現廢品,而在數控車床上加工能極大減小勞動強度,提高生產效率和加工質量。

加工梯形螺紋時，刀具材料一般用高速鋼，低速車削。方法一般有：直進法、斜進法、車直槽法和左右切削法，通常直進法適用于加工螺距較小（P＜4mm）的梯形螺紋，而加工螺距較大(P≥4mm)的梯形螺紋常采用斜進法、左右切削法。

除直進法外，其它三種方法都可減輕或避免三刃同時切削的情況，從而不易出現振動和扎刀現象，還可提高切削用量、改善螺紋表面質量，所以在普通車床上應用較多。

車直槽法是先用切槽刀粗切出螺紋槽，再用梯形螺紋刀加工螺紋兩側面。這種方法在普車上常用，在數控車床上加工梯形螺紋則較難。

2 數控車床上加工梯形螺紋的方法

2.1 數控車床加工梯形螺紋方法的分析

（1）直進法車削梯形螺紋

FUNAC 0I Mate系列數控車床的G92螺紋切削循環指令就是以直進方式進刀的，故可采用G92指令。

車螺紋時，螺紋車刀刀尖及兩側刀刃都參加切削，每次進刀只作徑向進給，隨著螺紋深度增加，進刀量應相應減少，否則容易產生扎刀現象。這種方法雖可以獲得比較正確的齒形，操作也很簡單，但由于刀具三個切削刃同時參加切削，振動比較大，容易產生扎刀現象，牙側容易拉出毛刺，不易得到較好的表面品質，除了螺距較小（P＜4mm）的梯形螺紋外，一般不提倡使用此法。

（2）斜進法車削梯形螺紋

FUNAC 0I Mate系列數控車床的G76螺紋切削復合循環指令就是以斜進方式進刀的，故可采用G76指令。

車螺紋時，螺紋車刀沿著牙型一側平行的方向斜向進刀，直至牙底處。這種方法只有一側刀刃參加切削，避免了三面切削，使排屑比較順利，不易引起扎刀現象，刀具切削受力較直進法小，但較左右分層切削法受力稍大，一般用在中等螺距的梯形螺紋的切削加工上。

然而，用G76指令車削梯形螺紋有個缺點：螺紋粗加工完成后，主軸轉速調低精加工修正時，會發生亂牙，容易出現崩刀或撞車事故。

（3）分層左右切削法車削梯形螺紋

該方法需要調用子程序和G32指令相結合進行中、左、右法切削加工，粗車梯形螺紋后，留出精車余量。車螺紋時，由于是車刀兩個主切削刃中的一個在進行單面切削，同樣避免了三刃同時切削，所以不容易產生扎刀現象，可用于車削各種螺距梯形螺紋。

當梯形螺紋精度要求較高時，可采用粗、精兩把車刀分粗、精加工進行車削。粗加工為了便于左右切削并留有精車余量，兩側切削刃之間的夾角應小于牙型角30°，可取29°左右，刀頭寬度應小于牙槽底寬W（W=1.928），假定取1.53mm。精加工為保證牙型角及配合需要，兩側切削刃之間的夾角要略大于牙型角30°，刀頭寬度應小于牙槽底寬0.05mm，以利于兩側面的加工，并保證兩側面的表面粗糙度達到要求。

當梯形螺紋精度要求不太高時，可選用一把梯形螺紋刀分粗、精加工車削。下面就以一把車刀利用子程序分粗、精加工車削為例

2.2 梯形螺紋加工編程實例（子程序分層左右切削法）

（1）梯形螺紋的尺寸計算

螺距P=6mm；公稱直徑d=40mm；中徑d2=d-0.5p=37mm；牙頂間隙ac=0.5mm(螺距 6mm)；牙高 h3=0.5p+ac=3.5mm；小徑d3=d-2h3=33mm；牙頂寬f=0.366p=2.196mm；牙槽底寬w=0.366p-0.536ac=1.928mm。

（2）子程序分層左右切削法加工程序

用調用子程序的方法進行加工，假定車刀頭寬度為1.53mm，可以看出，比槽底寬窄0.40mm。采用左、右偏刀法加工，車刀在一個固定的起刀點用G32指令加工一刀，然后左偏加工兩刀，再右偏加工兩刀，為減小刀具加工時的受力，偏移的量選取0.1mm左右。牙高為3.5mm，則總切深為7mm（雙邊），粗加工取被吃刀量0.1mm，循環30次，精加工取被吃刀量0.05mm，循環10次。加工程序如下：

精加工程序與粗加工程序類似，只須把進刀量U-0.2改為U-0.1即可。故3號子程序略。

加工到最后，不進刀，多光幾刀，以消除讓刀誤差。加工后測量，若小徑尺寸符合，中徑偏小或配合不上，說明螺紋槽寬度不夠，可編一個修整程序，稍作修整即可。

此時，左右方向進刀可在磨耗中進行，在2號刀磨耗Z值中輸入-0.02，運行修整程序直到合格為止。

3 注意事項

梯形螺紋中經必須與基準軸頸同軸，大徑尺寸應小于基本尺寸；車梯形螺紋必須保證中經尺寸；螺紋牙型要正確；螺紋兩側面表面粗糙度值要低些；工件裝夾一般采用兩頂尖或一夾一頂的方法。

4 結束語

總之，車梯形螺紋時，要根據機床的剛性、刀具的強度、螺紋精度以及螺距大小等情況，來綜合考慮選擇適當的加工方法和切削用量，進行合理的編程，以確保加工出合格的、高質量的梯形螺紋。

[1]葉碧芬.《數控車床加工梯形螺紋方法淺析》.《中國農村教育》2012年05期

[2]周伯秀.《數控車削梯形螺紋方法的探討》.《裝備制造技術》2009年第12期

[3]《數控技術應用教程——數控車床》.上海宇龍軟件工程有限公司數控教材編寫組.電子出版社

[4]彭德蔭.《車工工藝與技能訓練（機械類）》.中國勞動社會保障出版社