應用子程序車削梯形螺紋方法

封芳桂

（佛山市順德區容桂職業技術學校，廣東 佛山 528300）

利用數控車來加工螺紋是現代工廠常見的方法之一，在數控車床加工中，螺紋是在圓軸上（或者內孔表面）用車刀擠壓車削加工出螺紋形狀，數控車床主軸轉過一圈，刀具沿著軸向移動一個導程的距離。切削螺紋的精度主要受成型刀具、機床精度、尺寸精度等因素影響。采用數控車床高速車削螺紋，可以減少成本，提高生產效率，但是對于大螺距的螺紋車削來說有很大的難度。為了防止崩刀，應合理編程及使用刀具。而實際應用數控車床加工梯形螺紋仍然是加工的難點。在實際加工過程中，必須采用合理的加工工藝和程序才能發揮數控機床高精度、高效率的優點。

1 應用子程序車削梯形螺紋方法

對于圖1所示的大螺距梯形螺紋零件，采用普通車床加工，產品生產效率低、工人勞動強度高，甚至產品質量難以保證等。如果采用數控車床編程的方法，因為切削力較大，存在很難加工等問題。通過實踐，在數控車床中采用調用子程序編程的方法加工梯形螺紋，得到產品質量可靠，加工效率較高。具體車削工藝分析如下。

圖1 大螺距梯形螺紋零件

1.1 梯形螺紋零件的裝夾方法

采用數控車床加工梯形螺紋時，由于切削力較大，并且同軸度要求較高，所以采用一夾一頂的裝夾方法。該方法能提高零件的加工精度。

1.2 梯形螺紋加工刀具的選擇

硬質合金車刀應用于高速粗車，刀具材料為YT15。低速精車使用高速鋼W18Cr4V2車刀。根據《機械工人切削手冊》查出梯形螺紋的基本公式：

牙頂寬f＝0.366P＝0.366×10＝3.66 mm；

牙槽底寬 W＝0.366P-0.536AC＝0.366×10-0.536×0.5＝3.392 mm；

螺紋牙高 h3＝0.5P+AC＝0.5×10+0.5＝5.5 mm；

螺紋升角 Tanψ＝P÷πd2＝10÷3.14×43＝4.2°。

為了降低切削力，同時提高刀具的強度，刀尖寬度采用1～1.2 mm，硬質合金粗車與高速鋼精車刀具刃磨的各角度如圖2所示。

1.3 梯形螺紋加工順序的安排

為了確保工件的加工精度和螺紋槽側面的粗糙度，切削加工工序為先粗后精，粗車用快速切削，轉速為250 r/min。為了防止刀具磨損，在對好車刀后用螺紋對刀樣板固定工件右端一固定點與工件軸向平行，然后用z向刀偏值移動刀具和對刀樣板牙形槽重合。假如車刀磨損，另換一把新車刀，原理一樣，切削則不會亂牙，如圖3所示。

粗車完成后，如果此時將轉速直接調到低速，即30 r/min精車，容易出現亂牙和撞車，所以在低速車削前要解決這一問題。在這一方面，可以采用刀具遠離零件表面低速車削，用眼睛觀察車刀與螺紋牙型槽是否對準。如果出現偏差，應調整軸向位置，使車刀與螺紋牙槽重合，如圖4所示，目的就是讓車刀對準梯形螺紋槽，操作原理與普通車床重新對刀一樣，通過改變車刀切削前軸向起點位置，使誤差最小，直到數控車刀與梯形螺紋槽完全重合對中，如圖5所示。

圖2 硬質合金粗車與高速鋼精車刀具刃磨的各角度

圖3 新車刀示意圖

圖4 調整前車刀與螺紋槽的相對位置

圖5 調整后車刀與螺紋槽的相對位置

1.4 梯形螺紋加工路線的確定

在實際加工中，采用分層切削與左右切削相結合的方法加工梯形螺紋。可分4層車削，第1層粗車好后，再車削下一層。第1層切深2 mm，第2層1.5 mm，第3層1 mm，第4層0.8 mm。在每層切削中采用2部分循環，先采用斜向進刀，循環加工20次，車削到此層深度；然后再采用向右車削，循環加工20次，寬度留精加工余量。

2 梯形螺紋的檢測

采用上面的方法加工，零件表面粗糙度可達Ra＝1.6 μm，而精車在提高梯形螺紋表面質量的同時，又可以提高梯形螺紋中徑尺寸的精度，精度高的傳動梯形螺紋的測量一般都采用三針測量法。

測量時，先把3根直徑相等的適量針放在梯形螺紋相對兩面的螺旋槽中，然后再用千分尺量出兩面量針頂點之間的距離M，最后根據M值計算公式換算出螺紋中徑d2的實際尺寸。計算公式：M＝d2+4.864dD-1.866P＝43+4.864×0.518×10-1.866×10＝49.54 mm。

3 梯形螺紋Z向刀具偏置值的計算

在實際加工梯形螺紋中，因為刀具刀尖寬度不等于螺紋槽底寬度，所以通過一次精加工是無法保證梯形螺紋中徑各項尺寸的正確性，必須采用刀具Z向偏置后再次進行螺紋切削加工保證精度。為了提高產品的加工效率，采用一次偏置完成加工是最好的，所以必須準確計算Z向的偏置量。

實際加工時，在一次切削結束后，用三針測量法實測M值，計算出刀具的Z向偏置量，然后在刀補偏置設置Z向刀偏量，再次切削加工一次性精確控制中徑等螺紋參數值。“+Z”或“-Z”方向均可作為偏置方向，實際操作時可根據已加工表面的質量來選擇，即向表面質量差的方向偏移。

4 結束語

應用子程序加工梯形螺紋方法比在普通車床上加工生產效率更高，并且降低了勞動強度，也保證了工件質量。在當今時代中，數控車床的普及應用范圍越來越廣，在生產中數控車正逐步取代普通車床。為了展現數控車床的優點，研究數控車床的程序合理和加工工藝有著重要的意義。

［1］北京第一機械廠.機械工人切削手冊［M］.北京：機械工業出版社，2000.

［2］沈建峰.數控車床編程與操作實訓［M］.北京：國防工業出版社，2005.

［3］陳健.車工技能實訓［M］.北京：人民郵電出版社，2006.本文部分參考文獻因著錄項目不全被刪除。