數(shù)控車床上異型梯形螺紋的加工技巧

周黎明

（宜興技師學院實訓處，江蘇宜興214206）

異型梯形螺紋是一種非標準的梯形螺紋，即其螺紋尺寸參數(shù)與標準梯形螺紋不完全一樣。在車床上加工異型梯形螺紋，是一項技術難度較高的工作。其在普通車床上車削時，要求工人有比較熟練的操作技巧。螺紋加工精度和效率受人為因素影響比較大。數(shù)控車床的高精度加工性能，為異型梯形螺紋的車削提供了良好的加工基礎。但在數(shù)控車床上加工異型梯形螺紋時，若不能很好地對加工方法、工藝和數(shù)控加工程序的編制進行細致分析，就不能加工出合格的工件。

1 加工方法分析

數(shù)控車削螺紋一般有3種方法：直進法、斜進法和左右車削法。

（1）直進法。又稱成形法（見圖1）。在車削螺紋時，車刀X向間歇地進給至牙深處，Z向不作移動。此種方法的螺紋車刀為三刃切削，導致加工切削力和切削熱增加，排屑困難。當切到一定深度時，易產(chǎn)生“扎刀”和“爆刀”現(xiàn)象。但是當?shù)毒卟牧虾唾|量較好且螺距不大時，梯形螺紋仍能順利加工。

（2）斜進法。又稱單面切削法，螺紋車刀沿牙型角方向斜向間隙進給至牙深處（見圖2）。此種方法螺紋車刀始終只有一個側刃參加切削，從而使排屑比較順利，刀尖的受熱和受力情況有所改善，在車削中不易引起扎刀現(xiàn)象，可以采用G76指令來實現(xiàn)。

（3）左右借刀法。螺紋車刀沿X向進給至一直徑處，在每一層面進行左右移動車削，直至左右端面，再沿X向進刀，直至牙深處（見圖3）。此種方法可以防止因三個切削刃同時參加切削而產(chǎn)生振動和扎刀現(xiàn)象，從而保證螺紋的尺寸精度和表面粗糙度。

比較這3種方法，其中直進法對刀具要求較高，當?shù)毒邽榉浅尚偷稌r，螺紋不能加工到位，各項尺寸就不能保證。采用斜進法對標準螺紋來說，由于有固定循環(huán)指令G76，所以其方法較為方便，但對異型螺紋加工就不太適用。而采用左右借刀法，切削狀況好，對刀具要求不高，尺寸有程序中相應數(shù)值保證，當牙頂寬和螺紋底徑達到尺寸要求時，螺紋中徑等其他各項尺寸也相應達到尺寸要求，尺寸精度易于控制，螺紋表面質量好，甚至其它異型螺紋的加工也可套用該法的編程思路進行加工。

圖1 直進法

圖2 斜進法

圖3 左右車削法

2 加工工藝分析

圖4和圖5分別屬于無、有R的異型螺紋的梯形螺紋槽。兩者的數(shù)控程序均采用宏程序，加工方法采用左右借刀法。當加工無R的異型梯形螺紋時（見圖4），數(shù)控加工程序段分2部分，即加工梯形槽兩側面的A區(qū)域和加工槽底的C區(qū)域；當加工有R的異型梯形螺紋時（見圖5），數(shù)控加工程序分3部分，即梯形槽兩側A區(qū)域、圓弧段B區(qū)域和槽底C區(qū)域。由此可見，異型螺紋的數(shù)控加工程序是通用的，當加工無R的異型螺紋時，只要把該程序中加工圓弧段B區(qū)域的程序段去掉即可。當加工其他參數(shù)的異型螺紋時，只需把程序中相應的參數(shù)修改即可。

圖4 無R的梯形螺紋槽

圖5 有R的梯形螺紋槽

3 實例編程（不精車）

圖6為有R的40°異型螺紋（R1=0.6 mm）零件圖，加工程序及說明如下。

圖6 有R的40°異型螺紋（R1=0.6 mm）

3.1 切削A部分程序

034；（粗精車異型螺紋）

M03S7T0101G99G40；(S355)

G00Z5；（對中尖刀0位對刀）

X60;（刀具加工的X方向起點）

#1=5.5；（齒高）

WHILE[#1GE0.395]DO1；（如果 #1＜0.395，則運行 END1語句，0.395為根據(jù)圓弧大小計算而得）。

#2=#1*TAN[20];(Z向新移動量計算)

G00 Z[10+0];（刀具加工的Z方向起點）

X[[18.5+0.4+#1]*2];

G32 Z-45F10;(車螺紋至Z=-45)

G00 X60;

G00 Z[10+1.128]；(再次車螺紋時刀具的X、Z方向起點；向右借刀)

X[[18.5+0.4+#1]*2];

G32 Z-45F10;（車螺紋至 Z=-45）

G00 X60;

G00 Z[10-1.128]；(再次車螺紋時刀具的X、Z方向起點；向左借刀)

X[[18.5+0.4+#1]*2];

G32 Z-45F10;(車螺紋至Z=-45)

G00 X60;

G00 Z[10+1.128+#2]；(再次車螺紋時刀具的X、Z方向起點；向右借刀)

X[[18.5+0.4+#1]*2];

G32 Z-45F10;（車螺紋至 Z=-45）

G00 X60;

G00 Z[10+1.128-#2]；(再次車螺紋時刀具的X、Z方向起點；向左借刀)

X[[18.5+0.4+#1]*2];

G32 Z-45F10;（車螺紋至 Z=-45）

G00 X60;

#1=#1-0.07；（X向切深）

END 1；

3.2 切削B部分程序

#3=0.5---0.395；（范圍放大，防止上層余量大）

WHILE[#3GE0]DO2;（若 #3＜0，則運行 END2語句）

#4=SQRT[0.36-[0.6-#3]*[0.6-#3]];

G00 Z[10+0];（車削R圓角時刀具Z方向起點）

X[[18.5+0.4+#3]*2];

G32 Z-45F10;(車螺紋至Z=-45)

G00 X60;

G00 Z[10+0.708+#4];(車削R圓角時刀具X、Z方向起點;向右借刀)

X[[18.5+0.4+#3]*2];

G32 Z-45F10;（車螺紋至Z=-45）

G00 X60;

G00 Z[10-0.708-#4];（車削R圓角時刀具X、Z方向起點;向左借刀）

X[[18.5+0.4+#3]*2];

G32 Z-45F10;（車螺紋至 Z=-45）

G00 X60;

#3=#3-0.07；

END 2;

3.3 切削C部分程序

#6=0.708；

WHILE[#6GE 0]DO3;(若#6＜0，則運行 END 3語句)

#5=#6*TAN[0];

G00 Z[10+#6];

X[[18.5+0.4+#5]*2];

G32 Z-45F10;;

G00 X60;

G00 Z[10-#6];

X[[18.5+0.4+#5]*2];

G32 Z-45F10;;

G00 X60;

#6=#6-0.1;

END 3;

G00 X100;

Z100;

M05;

M30;

程序的復雜在于，把螺紋的總切削量通過宏程序變量的變化來進行分層加工，每層的吃刀深度相同，同時在加工中又采用了左右借刀法來進行車削，確保每次切削完一個層面，再進行下一層加工，使加工精度和表面粗糙度都得到了相應的改善。

4 結束語

在FANUCOI系統(tǒng)的數(shù)控車床上，利用本文所示的程序進行了有R的40°異型梯形螺紋的實際加工，效果相當理想。程序工藝編制合理，加工質量高，解決了異型梯形螺紋在數(shù)控加工中的諸多難題。

[1]唐應謙，等.數(shù)控加工工藝學[M].北京：勞動出版社，2000.

[2]陳海舟.數(shù)控加工宏程序[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.