基于宏程序的梯形螺紋數控車削加工應用

王興東

（天津機電職業技術學院，天津 300350）

1 梯形螺紋的車削工藝分析

梯形螺紋作為傳動用螺紋，主要用于傳遞動力和運動，在機床傳動中應用極為廣泛。在《數控車國家職業技能標準》中，梯形螺紋的加工技能屬于高級技工應掌握的內容，并作為比賽項目中的技能點出現在全國各等級的數控車技能競賽中。相比普通螺紋的數控加工，在加工大螺距或多頭梯形螺紋時，如果按常規螺紋加工編寫程序時，容易出現扎刀、螺紋變形、加工困難等現象，導致程序編寫難度大。通過總結多年的數控加工及教學生產經驗，基于數控系統宏程序功能指令對梯形螺紋進行參數化編程加工的研究，并在實踐中應用取得了較好的效果。

車削梯形螺紋與三角螺紋相比，螺距大、牙型角大、切削余量大、切削抗力大，而且精度要求高，加之工件一般都較長，所以，加工難度較大。一般普通車床車削梯形螺紋，我們常用以下幾種方法。

1.1 直進法

螺距小于4mm和精度要求不高的工件，可用一把梯形螺紋車刀，即每刀都在X向進給，直至牙底處。采用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，因此，這種方法不合適大螺距螺紋的加工。

1.2 斜進法

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。此種方法在加工梯形螺紋是車刀始終只有一個側刃參與切削，刀具使用不均衡，不利于延長車刀的壽命。

1.3 左右切削法

用梯形螺紋車刀采用左右車削法車削梯形螺紋兩側面，每邊留0.1～0.2mm的精車余量，并車準螺紋小徑尺寸，螺紋車刀分辨沿左、右牙型一側的方向交叉進刀，直至牙底。這種方法與斜進法較類似，利用此方法螺紋車刀的兩刃都參與切削。

2 “分層法”的工藝原理分析

“分層法”車削梯形螺紋實際上是直進法和左右切削法的綜合應用。在車削較大螺距的梯形螺紋時，“分層法”通常不是一次性把梯形槽切削出來，而是把牙槽分成若干層，每層深度根據實際情況而定。轉化成若干個較淺的梯形槽進行切削，可以降低車削難度。每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側刃參加切削（見圖1），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，能加工出較高質量的梯形螺紋，且容易掌握，程序簡短，容易操作。

圖1 分層切削法

3 宏程序分層加工大螺距梯形螺紋

3.1 參數表

宏程序中使用的變量和含意如表1所示。

3.2 加工程序

圖2所示梯形螺紋Tr36×6為加工實例，其各部分尺寸計算為：

牙型角α取30°；螺距P取6mm；螺紋大徑d取36mm；牙高h3=0.5P-ac=3.5mm； 螺 紋 小 徑d1=d-2h3=40-2×3.5=33mm； 牙 槽 底 寬 w=0.366P-0.563ac=0.366×6-0.563×0.5=1.93mm；刀頭寬度取1.3mm。

表1 變量及其含意

圖2 梯形螺紋牙形相關數據

以Fanuc系統為例，編制的宏加工程序如表2所示。

4 結論

在實踐教學和生產中，運用宏程序分層加工梯形螺紋，這種易懂、易掌握的車削梯形螺紋方法，得到了充分肯定和好評。教師能夠較形象、較直觀地把車削方法講解和傳授給學生，學生普遍也能較快、較容易地理解和掌握這種車削方法；在生產加工中能夠方便地加工出合格的產品。我們只有熟練掌握各種車削方法，熟練運用數控指令，才能在車削過程中靈活運用，高效率、高精度、高品質地完成梯形螺紋車削。

表2