數控車床上的梯形螺紋車削

成長城

摘 要：本文對梯形螺紋的基本要素進行了描述，闡述了在數控車床上加工不同螺距梯形螺紋的具體方法及優缺點，特別重點講述了利用宏程序功能車削大螺距或尺寸精度及表面質量要求較高的梯形螺紋的編程方法及質量控制的基本方法及原理。

關鍵詞：梯形螺紋;宏程序;左右借刀法;質量控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.027

在數控車床上車削梯形螺紋是生產中常見的一種加工方式，它具有加工效率高，生產質量好等特點，下面就數控車床上車削梯形螺紋的方式方法進行說明，以供參考。

1 梯形螺紋的主要技術參數

根據國標規定，梯形螺紋代號由種類代號Tr和螺紋“公稱直徑×導程”表示。左旋螺紋需在其標記的末尾處加注“LH”，右旋則不用標注。

梯形螺紋各部分名稱、代號及其幾何計算公式及基本尺寸的確定如下表所示：

2 用G76指令車削梯形螺紋

在車削螺距小于3mm或精度要求不高的梯形螺紋時，可采用直進法進行車削，即每一刀都在X向進給，直至牙底處，如同使用G32、G92等指令車削普通三角螺紋一樣，這里不做介紹。此方法加工梯形螺紋時，螺紋車刀的三個切削刃都要參與切削，導致加工排屑艱苦，切削力和切削熱增長，刀頭磨損嚴重，容易產生“扎刀”和“崩刃”現象。

在車削相對螺距較大梯形螺紋時，可以采用斜進法進行車削，即螺紋車刀沿牙型一側平行的方向斜向進刀，直至牙底處，用此方法加工梯形螺紋時，車刀始終只有一個側刃及一個主切刃參與切削，另一個側刃不參與切削，從而使排屑較順利，刀尖的受熱和受力情形有所改良，不易產生“扎刀”等現象。在普通車床上實現這樣的切削有較大的難度，但在數控車床，螺紋切削固定循環指令G76可輕松實現這樣的功能。

以加工Tr36*6-6e梯形螺紋為例，有效長度36mm，具體編程如下：

O0001;

M03 S400 T0202;

G00 X37.0 Z12.0;

G76 P020530 Q50 R0.08;? （設定精加工兩次，精加工余量為0.08mm，倒角量等于0.5倍螺距，牙型角為30°，最小切深為0.05mm）

G76 X28.75 Z-40.0 P3500 Q600 F6.0;（設定螺紋牙型高為3.5mm，第1刀切深為0.6mm）

G00 X150.0;

M30;

3 宏程序在梯形螺紋車削中的應用

在車削大螺距或精度要求比較高的梯形螺紋時，用上述兩種方式很難實現，這時最好是能夠采用分層左右借刀切削的方式，甚至可以粗、精加工分開來進行車削，既可以提高工作效率，又可以提高刀具的使用壽命和工件的尺寸精度。

以梯形螺紋為例，采用分層左右借刀切削的方式，設定每層切削深度為0.5mm，根據表1可知牙高為3.5mm，梯形螺紋理論牙槽底寬為：W=0.366P-0.536ac=0.366*6-0.536*0.5=1.928mm。

設定我們采用的梯形螺紋車刀的刀頭寬的值為m，分層車削如圖1所示，理論上每一層切削時的左右借刀量為變量#2與#3的值的和。

為實現分層的循環，我們運用了宏程序的功能，具體加工程序如下：

O0002

……

N10 M03 S500 T0202

N20#1=0? 設變量#1為初始切削深度

N30 #1=#1+0.5? 每次循環切削深度增加0.5mm

N40 #2=（3.5-#1）*tan（15）

N50 #3=（1.928-m）/2

N60 G00 X37? Z8? 將刀具快速移動至螺紋切削起點

N70 G92 X[40-#1] Z-55 F6 車削梯形螺紋（中間一刀）

N80 G00 X37? Z[8+[#2+#3]]? ?將刀具起刀點向左移一個偏移量

N90 G92 X[40-#1] Z-55 F6車削梯形螺紋（左邊一刀）

N100 G00 X41 Z[8-[#2+#3]]? 將刀具起刀點向右移一個偏移量

N110 G92 X[40-#1] Z-55 F6? 車削梯形螺紋（右邊一刀）

N120 IF[#1 LT 3.5] GOTO30判斷是否達到理論切削深度，如不到，返回

N130 G00 X100 Z100? 車削結束，將刀移至安全位置

……

上述編程只是在理想狀態下，如果在生產過程中根據工藝需要粗、精車分開車削以保證產品的質量（特別是螺紋中徑公差的正確性），則可以將第50行程序改為“N50 #3=（1.928-m）/2-n”，此處的n就是梯形螺紋兩側的余量，這個值根據需要是自行擬定的，則上述程序就是一例很好的粗加工程序。精加工程序根據加工方式及質量需求只需接下去重新編程，在調整n的情況下重復最后一層三刀切削的程序即可。具體的操作方式可在實踐中體會并掌握。

參考文獻：

[1]沈建峰，虞俊.數控車工（高級）[M].北京：機械工業出版社，2013.