大螺距內梯形螺紋的數控分層加工

梁磊

【摘要】本文詳細介紹了數控加工大螺距內梯形螺紋的加工工藝方法、刀具各角度參數及刃磨方法；程序加工步驟、注釋。

【關鍵詞】大螺距內梯形螺紋，宏程序，分層加工

在機械中常常會遇到內外梯形螺紋配合工件，它們在實際生產中應用的比較廣泛。2013年以來中鐵山橋集團一直大規模制造出口橋梁（如美國橋、孟加拉橋等），我單位承接一批內梯形螺母。工件尺寸精度高、材料特殊、加工難度大。在我的努力下，終于攻克了在CAK6150數控車床上車削大螺距內梯形螺紋的難題。現在從技術理論、加工方法上作具體介紹。由于大螺距內梯形螺紋切削深度深，導程角較大、切削不易排出等特點，對于加工工藝、機床，車刀要求非常嚴格。因此，要求對大螺距內梯形螺紋的加工工藝方法，刀具的各個角度，切削用量，加工參數都要求做到準確合理。

數控加工大螺距內梯形螺紋有以下特點：

1數控加工分層時準確，可以保證分層精度。

2加工過程中背吃刀量一致，左右切削進刀時進刀準確，能避免因切削量大產生扎刀現象。

3 工件在一次裝夾中完成，在工藝上能保證它的尺寸公差和形狀位置公差。

4數控加工切削用量和刀具角度要求更合理，精確。

一 六線蝸桿的主要參數

以加工Tr80×8螺紋為例：

主要參數 （單位：mm）

螺紋大徑D=72 螺紋中徑 D2=76 螺紋小徑D1=80

螺距 P=8 牙頂寬 f=2.9 牙底槽寬 w=2.5 導程角ψ≈10-12°

二刀具刃磨方法和加工工藝正確選擇

加工大螺距內梯形螺紋首先刀具要選擇合理，通過實踐加工螺紋時，導程大線速度快選擇高速鋼效果不理想，因此要采用硬質合金刀具來進行加工，刀具牌號選擇YW2較好，它具有較好的耐磨性、硬度及韌性。刃磨刀具左側工作后角為13°～15°，右側工作后角-5°～-7°。前角0°～3°，同時法向前角5°左右，刀具角度一定要嚴格的按照上述角度進行刃磨，用萬能角度尺進行測量。同時切削用量、切削速度選擇合理，左右進刀量要均勻，每次最好不要超過0.5mm，刀頭寬度一般為2mm左右。

車削過程中趕刀量要根據刀頭寬度來進行計算，牙槽底寬w=2.5，因此趕刀量與刀頭寬度之和要等于2.5，同時要左右趕刀，不能只一個方向進行趕刀。以避免進給量過大或車削時3面下屑產生扎刀現象。在加工過程中，要采取分層加工的原則，一般來說分兩次加工，直至車到尺寸。在加工螺紋時，車刀起刀點位置位置要大于工件的2個螺距，否則會使工件第一個螺旋槽螺距不正確，引起亂扣現象的發生。每層加工的方法：先車削第一層，第2刀第一層向左趕刀，第三刀第一層向右趕刀，第二層同上。

加工過程中隨著牙槽深度不斷加深，切屑排出情況也越來越困難，一定隨時觀察要保證澆注充分的切削液，以保證刀具切削刃鋒利，排屑順利。

三數控加工程序

主程序 程序注釋

O0001 主程序程序號

M03 S300 T0101； 正轉300r/min，第一號刀一號刀補

G0 X70 Z10； 快速點定位至x70，z10點

G65 H01 P#201 Q72000； 定義大徑為72，用#201表示

G65 H01 P#202 Q200； 定義進刀量為0.2，用#202表示

G65 H01 P#203 Q77000； 定義蝸桿底徑為77，用#203表示

N10 M98 P0002； 車削第1層

Z9.5； Z軸向左趕刀 0.5mm

M98 P0002； 第一層向左趕刀車削

Z10.5； Z軸向右趕刀0.5mm

M98 P0002； 第一層向右趕刀車削

Z10； Z軸定位到Z10點

G65 H03 P#201 Q#201 R#202； 中滑板每次進給0.2mm

G65 H86 P10 Q#201 R#203； 當內螺紋大徑小于小徑返回到N10程序段，否則向下執行程序

M00 程序暫停

M03 S300 T0101； 正轉300r/min，第一號刀一號刀補

G0 X70 Z10； 快速點定位至x70，z10點

G65 H01 P#204 Q77000； 定義大徑為77，用#204表示

G65 H01 P#205 Q100； 定義進刀量為0.1，用#205表示

G65 H01 P#206 Q80500； 定義蝸桿底徑為80.5，用#206表示

N20 M98 P0003； 車削第2層

Z9.5； Z軸向左趕刀 0.5mm

M98 P0003； 第二層向左趕刀車削

Z10.5； Z軸向右趕刀0.5mm

M98 P0002； 第二層向右趕刀車削

Z10； Z軸定位到Z10點

G65 H03 P#204 Q#204 R#205； 中滑板每次進給0.1mm

G65 H86 P20 Q#204 R#206； 當內螺紋大徑小于小徑返回到N20程序段，否則向下執行程序

G0 Z100； 車刀快速定位到Z100點

M30 程序結束

子程序（加工第一層）

O0002 子程序程序號

G0 X#201； 車刀快速進刀定位到#201變量（螺紋大徑-每次進刀量*進刀次數）

G32 Z-100 F8； 車削螺紋

G0 X70； 車刀退刀

M99； 子程序結束

子程序（加工第二層）

O0003 子程序程序號

G0 X#204； 車刀快速進刀定位到#204變量（螺紋大徑-每次進刀量*進刀次數）

G32 Z-100 F8； 車削螺紋

G0 X70； 車刀退刀

M99； 子程序結束

結束語：實踐證明，按照以上方法操作，數控加工大螺距內梯形螺紋的難題就迎刃而解了，工件能夠保證其尺寸精度和形狀位置精度。同時可以加工其他類型的大螺距多線內梯形螺紋。另外，需要說明的是：本文所介紹的加工方法，需要在實際生產中做一些調整，但是相對于普通車床效率可提高5倍，尺寸精度可達到0.05mm以內，廢品率為0%，極大的提高了加工效率，降低了生產成本，經濟效益也顯著增長。