浅谈梯形螺纹在数控车床上的加工与编程

浅谈梯形螺纹在数控车床上的加工与编程
江苏工贸技师学院
摘要：在数控车床上加工梯形螺纹有一定的技术难度,特别是在高速切削时难度更大，安全可靠性差，加工的时候不容易观察和控制，这样就会更加的严格要求我们对梯形螺纹的加工方法进行不断和更多的探索。

关键词：梯形螺纹数控车削高速车削加工方法
梯形螺纹与三角螺纹相比，螺距和牙型都大，而且要求精度高，牙型两端侧面表面粗糙度较形螺纹在数控车床高速切削中加工的难度较大，在多年的数控车小，这样导致了梯形螺纹高速车削时吃刀深、走刀快、切削余量大、切削抗力大。

这样就导致了梯床实习中，通过不断的摸索与总结，对梯形螺纹的加工业有了一定的认识，下面就来研究下梯形螺纹的车削方法。

一、梯形螺纹在数控车床上加工的基本方法与工艺分析
1. 梯形螺纹的尺寸计算
梯形螺纹的代号梯形螺纹的代号用字母“Tr”表示，及
公称直径×螺距表示，单位为mm。

左旋螺纹则需要在尺寸
规格后加注“LH”，右旋则不需要。

例：Tr40×4,Tr36×6LH,
梯形螺纹的标记由螺纹公差代号和螺纹旋合长度代号组成，
如：Tr50×7LH—7e—L（Tr50×7LH为梯形螺纹代号、7e为
公差代号、L为旋合长度代号）。

国标规定，公制梯形螺纹的牙型角为30°。

各基本计算公式如表1-1
图1-1梯形螺纹各部分名称、代号及计算公式
2.梯形螺纹加工的基本方法
（1）直进法。

螺纹车刀X向间歇进给到牙深处。

采用这种方法加工梯形螺纹时，螺纹车刀的三面都参加了切削，这样会
导致加工是排削困难，切削力和切削热增加，刀尖磨损严
重。

如果进刀量大时，有可能会出现“扎刀”现象。

这种
方法在数控车床里用指令G92和G32来实现。

例：G32/G92单段螺纹切削指令
G32/G92X(U)Z(W) F
X(U)Z(W)为螺纹种点的坐标，F为导程。

G32/G92属于直进式切削方法，加工程序编写繁琐，工作量大。

（2）斜进法。

螺纹车刀沿牙型角方向斜向间歇进给到牙深处。

采用这样方法加工梯形螺纹时，螺纹车刀自始至终只有一
个侧刃切削，这样排削就比较顺利，刀尖的受力和受热情
况会有所改善，在车削中不容易出现“扎刀”现象。

这种
方法在数控车床里有指令G76来实现。

交错切削法。

螺纹车刀沿牙型角方向交错间歇进给到牙深。

这种方法与斜进法类同。

这种方法在数控车床里也用G76来实现。

二、梯形螺纹的编程（G76指令）
G76指令是斜进式切削，是单刃侧加工，刀具负载较小，排屑容易，并且切削深度为递减式。

一般大螺距螺纹加工。

1、G76指令的进刀路线和吃到分配。

（图2）
2、G76格式：
G76 P精车次数和刀尖角度
Q最小切削量
R 精加工余量
G76 X Z P牙深Q第一次背吃刀量F螺距
X Z为螺纹切削终点处的坐标
例：G76 P030060 Q100 R0.1
G76 X Z P1300 Q200 F
3、宏程序指令编程和分类：
宏变量的分类
FANUC系统的变量根据变量号可以分为四种类型，如表2所示。

在FANUC数控系统中，宏程序符号用“#”来表示。

下面在举例中说明。

三、实例车削梯形螺纹零件图(图3)
1、分析图纸
图3由圆柱、沟槽和梯形螺纹组成(重点说梯形螺纹加工方法)，图纸最大直径为φ34，总长为140mm，故毛坯应选为φ50×145圆钢，无表面热处理及材质的要求。

2、工艺分析
（1）选用CK6140数控车床,要挑选精度较高、磨损较小、刚性较好的车床。

（2）选用45°端面刀，90°外圆刀，切槽刀和30°梯形螺纹刀。

（3）工件的装夹（如图3）
一般采用一顶一夹，粗车较大螺距时，由于切削力过大，
采用三爪自定心卡盘一夹一顶来保证装夹牢固，以防止因
切削力过大时使工件轴向位移而车坏螺纹。

（4）相关计算（梯形螺纹的计算）
（5）宏程序（梯形螺纹）相关计算
牙型角a=30°
牙顶间隙ac
P/mm 1.5～5 6～12 14～44
Ac/mm 0.25 0.5 1
外螺纹大径d公称直径
中径d2 d2=d-0.5P
小径d3 d3=d-2h3=d-2(0.5p+ac)
牙高h3 h3=0.5P+ac
牙顶宽f f=0.366P
牙槽底宽w w=0.366P-0.536ac
（6）主意事项
车梯形螺纹时，应选择较小的切削用量，减少工件变形，
同时充分使用切削液；
一夹一顶装工件时，尾座套筒不能伸出太短，以防止车刀
返回时与尾座相碰。

（7）宏程序编程的特点
①在宏程序中可以使用变量，进行变量的算术运算、逻辑
运算和函数的混合运算。

还可以使用循环语句、分支
语句和子程序调用语句。

②宏程序能依据变量，用事先制定的变量代替直接给出的
数值，在调用宏程序或宏程序本身执行时，得到计算
好的变量值。

③宏程序通用性强、灵活方便，一个宏程序可以描述一种
曲线，曲线的各种参数用变量表示。

3、编写程序（以梯形螺纹为例）
以FANUC系统，图3为例
O0001
T0101
M3S400
G99
G0X32Z-8 定位点
#1=30 大径
#2=23 小径
WHILE[#1GE#2] DO1 复合循环语句
G0X[#1] 定位X定位Z
Z-8
G32Z-96F6
G0X32
Z-8
#1=#1-0.1 Z值递减
END1 结束语句
G0X40 回到循环起点
Z100
M05
M30
四、梯形螺纹的测量和精度控制
1、梯形螺纹的测量分三种：1、综合测量；
2、单针测量;
3、三
针测量。

比较精密的测量方法是选三针测量中经，综合的测量法事用螺纹的量规进行测量。

测量时要注意：用三针测量时用的量针直径不能太大，如果太大，测量针的横截面积与螺纹牙侧部相切，无法量得中径的实际尺寸；二是量针也不能太小，如果太小，量针则陷入牙槽中，它的顶点低于螺纹牙顶而无法测量。

2、梯形螺纹的精度控制
梯形螺纹的精度控制包括大径、中径、小径的尺寸控制，牙型
角度的控制和螺纹螺距的控制等。

牙型角是由刀具来控制，而
螺纹螺距是由机床和程序来保证。

如果大径、中径、小径的尺
寸有偏差，可以像车外圆一样，可以在刀具补偿里通过改变刀
具磨损来满足尺寸的精度要求。

五、结论
总之，车梯形螺纹时，要根据机床的刚性强度，刀具的强度以及螺纹的螺距的大小情况，来考虑适当的加工方法，进行合理的编程，从而达到加工梯形螺纹的高效率和高精度。

同过这次论文的编写，让我认识到梯形螺纹的熟练的车削方法，熟练的运用数控指令，能从切削方法及程序两个方面解决梯形螺纹在数控车床上车削难的问题，这要我们灵活掌握和熟练的运用，才能做到高品质、高精度、高效率完成梯形螺纹车削。

对文中的不足望老师给予指教。

参考文献：
（1）数控车床加工工艺与编程操作，任国兴主编北京机械工业出版社2006 （2）数控宏程序编程手册，胡玉辉赵宏力张宇等主编北京化学工业出版社2010
（3）数控加工工艺学，韩鸿鸾主编北京：中国劳动社会保障出版社，2005 （注意错别字，格式字体——）。