淺談宏程序車削梯形螺紋的方法

湯東風

摘 要： 梯形螺紋在機械傳動中應用比較廣泛。數控車削梯形螺紋由于螺距大， 牙型高度深，而且精度要求高，牙型兩側面表面粗糙度值較小，致使梯形螺紋車削時，吃刀深，走刀快，切削抗力大。這就導致了梯形螺紋車削加工難度較大，特別是容易產生扎刀和斷刀現象?；谌A中HNC-808數控系統，利用宏程序指令改變車削梯形螺紋的走刀方式，可以很好的控制零件的尺寸精度，形位公差及表面質量要求，從而提高了加工效率和產品的同一性。

關鍵詞： 梯形螺紋;數控車削;宏程序編程

梯形螺紋的車削在生產實踐中非常重要，在普通車床上多采用傳統的高速鋼進行低速車削，不但效率低，刀具易磨損，還經常因尺寸誤差而報廢，同時需要操作者具有較高的技能水平。在數控車床上可應用宏程序指令，將加工梯形螺紋的進刀量采用自變量賦值，循環指令車削，從而保證產品的穩定性，提高生產率。

1普通車床車削梯形螺紋的方法

普通車床車削梯形螺紋時，通常采用高速鋼材料刀具進行低速車削。常用的方法有直進法，左右車削法，車直槽法和車階梯槽法等。通常直進法只適用于切削螺距較?。╬<4mm）的梯型螺紋，螺距較大（p>4mm）的梯型螺紋常采用左右切削法，車直槽法和車階梯槽法。

1.1直進法

直進法如圖1a所示，車削梯形螺紋時，縱向不作移動，只利用中拖板進行橫向間歇地進給車削至螺紋小徑，這種方法雖可以獲得比較正確的齒形，運動軌跡也很簡單，但由于刀具三個切削刃同時參加切削，導致加工時切削力和切削熱增加，容易產生扎刀現象，同時切削過程中振動比較大，牙側容易拉出毛刺，不易得到很好的表面質量，因此它只適用于螺距較小的梯形螺紋車削。

1.2左右切削法

左右切削法車削梯形螺紋時除了用中拖板刻度控制車刀的橫向進刀外，同時還利用小拖板的刻度控制車刀的左右微量進給，直到牙型全部車好，如圖1b所示。用左右切削法車螺紋，車刀尖寬度應比螺紋槽底寬度窄一點，用車刀兩個主切削刃中的一個在進行單面切削，避免了刀具三面同時切削，所以不容易產生扎刀現象。

1.3車直槽法

車直槽法車削梯形螺紋時一般選用刀頭寬度稍小于牙槽底寬的矩形螺紋車刀，采用橫向直進法粗車螺紋至小徑尺寸（留精車余量）。然后換精車刀牙型兩側借刀修整，如圖1C所示，這種方法簡單易懂，易掌握，但是在車削較大螺距的梯形螺紋時，因刀具的刀頭強度不夠而容易折斷，同時切削的溝槽較深，排屑不順暢，切削速度較低，所以生產效率較低。

1.4車階梯槽法

車階梯槽法，由于“直槽法”車削螺紋時刀頭容易損壞，我們可以采用車階梯槽法改進，如圖1d所示，此方法同樣也是采用矩形螺紋車刀進行先切槽，只不過不是直接切至槽底尺寸，而是分成若干刀切削成階梯槽，最后換用精車刀牙型兩側借刀修整至所規定的尺寸，這樣切削排屑較順暢，方法也較簡單，但要換刀生產效率不高。

綜上所述：這些加工方法由于其自身存在缺陷。生產效率較低，精度穩定性差，很難實現產品批量加工，大大降低了加工效率。

2數控車削梯形螺紋方法選用

以華中HNC-808系統數控車床為例。常用加工螺紋的指令有G32，G82，G76等，根據它們各自特點如果使用其中某一指令來加工梯形螺紋的話，也只能加工小螺距，低精度的螺紋。G32為單一螺紋的切削指令。G82為復合螺紋切削指令，兩種指令方式都為直進法，只適用于加工小螺距螺紋。G76為復合循環切削指令，刀具的進刀方法為斜進法。斜進法又稱單面切削法，螺紋車刀沿牙型角方向斜向間歇進給至牙深處，此方法螺紋車刀始終只有一個側刃參與切削，從而使排屑比較順利，刀尖的受熱和受力情況有所改善，不易引起扎刀現象，適用于加工中等螺距螺紋。

根據上述分析，數控車床車削梯形螺紋采用“分層法”比較合適。分層法車削梯形螺紋實際上是直徑法和左右切削法的綜合運用。在車削梯形螺紋時，分層法通常不是一次性就把梯形螺紋切削出來，而是把牙槽分成若干層來進行切削，每一層的切削都采用先直進后左右的車削方法，由于左右切削時槽深不變，刀具只需向左或向右的縱向進給即可。

3宏程序編程車削梯形螺紋

3.1 ?華中HNC-808系統數控車床 以加工一個Tr40*6梯形螺紋，為例，介紹用宏程序編寫加工程序。

3.2梯形螺紋的數值計算

B左（右）移動量計算：

如圖4所示：可以得出當刀頭寬度等于牙槽底寬時左右的移動量計算式為：

左（右）移動量=tan15*每一刀的進刀深度（半徑值）

當刀頭寬度小于牙槽底寬時左右的移動量計算式為：

左（右）移動量=tan15*每一刀的進刀深度（半徑值）+（牙槽底寬-刀頭寬度）/2

3.3“分層法”車削梯形螺紋的刀具選擇

“分層法”車削梯形螺紋所用的粗精車刀與其它加工方法基本相同，只是刀頭寬度略小于牙槽底寬，刀具刀尖角略小于螺紋牙型角。

在數控車床上加工梯形螺紋，為了便于控制螺紋牙型角以及各項基本尺寸，一般根據螺距P選用不同規格的梯形螺紋刀片，采用宏程序加工的梯形螺紋牙型側面粗糙度可達Ra1.6，尺寸公差等級可達6e，這種加工方法不僅提高了螺紋的精度、表面粗糙度，同時也縮短了螺紋的切削加工時間，從而提高了生產率。

4結束語

在實際應用中，分層切削法利用宏程序的編程思路， 分層左右借刀，每層切深逐漸減少，加工時只有刀尖和單刃切削，既避免了刀具三刃切削，又合理安排切削用量，這樣能切出高精度、高品質的螺紋，分層切削法兼顧了刀具壽命、加工質量和加工效率三個方面，起到了良好的經濟效率。

參考文獻：

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[2]李樹明，數控機床加工技術[M].西安陜西人民出版社，2002

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（江蘇省溧陽中等專業學校，江蘇 溧陽 213300）