梯形螺纹的数控加工方法

浅谈梯形螺纹的数控加工方法

【摘要】在机械制造业中，梯形螺纹一般用于传动，并被广泛应用。本文主要使用“分层左右斜进”法，巧妙利用螺纹切削指令g32和宏程序，在数控车床上高效率的加工出梯形螺纹。

【关键词】梯形螺纹;数控车床;分层左右斜进;宏程序

在机械制造业中，梯形螺纹一般用于传动，应用较为广泛。批量不大的情况下，一般采用普通车床上加工，但效率不高。大批量的情况下，一般采用专用的设备，比如旋风铣。随着数控机床的普及，越来越多的生产加工已移至数控设备。结合工作单位到现有的数控设备，长期的实习教学、加工实践经验，使用“分层左右斜进”法，巧妙利用螺纹切削指令g32和宏程序，在数控车床上高效率的加工出合格的梯形螺纹。

1.加工方式

加工梯形螺纹常用的加工方法有“直进法”、“切槽粗车法”、“分层左右斜进法”等。用“直进法”车削时，车刀的三面同时参与切削，排屑较为困难，切削阻力大，容易引起“扎刀”、“断刀”现象，工件容易报废。用“切槽粗车法”车削时，编程较为繁琐，而且要换刀，容易出错。综合以上因素，笔者结合普通车床车削经验，在数控车上巧妙利用宏程序，采用“分层左右斜进法”来进行车削。“分层”即将梯形螺纹切削深度分为几个层(螺距越大分的层越多)，最后一层深度要浅。每层的每刀背吃刀量不同，越靠近牙底处每刀的背吃刀量越小。例如螺距为6mm的梯形螺纹，螺纹深度为

3.5mm，将其分为四层进行切削。第一层1mm，每刀切深0.2mm；第二层1mm，每刀切深0.15mm；第三层1mm，每刀切深 0.1mm；第四层0.5mm，每刀切深 0.05mm；分层见图1。

“左右斜进”即加工时，车刀先沿梯形螺纹的右侧面进刀，再沿左侧面进刀。循环交替进行车削，并通过程序能自动判断是否加工到槽底并结束加工。加工方式见图2。

图1 图2

2.刀具几何角度

为了提高效率，在数控机床上加工通常采用高速切削，所以根据所车工件螺距来选择相应规格的机夹硬质合金刀片。一般左侧、右侧副后角为5-7度，前角为6-8度，刀具刀尖角为30度，刀尖宽度应略小于槽底宽。

3.参数计算

（1）梯形螺纹的计算式及其参数值

（2）对于精度要求较高的中径尺寸，一般用三针测量法来测量螺纹准确的中径尺寸。

m=d2+4.864d针-1.866p

4.螺纹加工

（1）程序以fanuc系统为例。

（2）分层左右斜进法假想刀具在不借刀的情况下定位在离工件端面5mm处，以z5为z向基准左右借刀。

（3）精度控制方法（螺纹中径误差可以通过修改刀具补偿中的x

值来控制尺寸）。

（4）使用刀具刀头宽度为1.87mm的30°梯形螺纹刀。

5.加工图形（见图3）

图3 图4 6.加工程序单

o0oo1

n10 t0303；

n20 g0 x100 z100；

n30 m3 s500；

n40 g0 x38 z5；

n50 #1=3.5；螺纹单边切削深度3.5mm

n60 #2=0.1；第一层单边切深0.1mm

n70 #3=tan[15]*#1；用公式计算z方向的移动值

n80 if[#1 le 0] goto210；判断是否到槽底，如到就跳转到行号n210

n90 g0 z[5+#2]；

n100 x[#1*2+29]

n110 g32 z-30 f6；

n120 g0 x38；

n130 z[5-#2]

n140 x[#1*2+29]

n150 g32 z-30 f6；

n160 g0 x38；

n160 #1=#1-#3；

n170 if[#1 le2] hen #3=0.075；判断是否到第二层，如到每刀单边切深0.075mm

n180 if[#1 le1] then #3=0.05；判断是否到第三层，如到每刀单边切深0.05mm

n190 if[#1 le0.5]then #3=0.025；判断是否到第四层，如到每刀单边切深0.025mm

n200 goto 80；跳转循环到行号n80。

n210 g0 x38；

n220 z5；

n250 m30；

7.结束语

在实践生产中，利用上述数控程序，可以高效率的加工出梯形螺纹。在利用数控车床加工梯形螺纹的过程中，本人认为要从切削方法和程序的合理运用上着手解决车削梯形螺纹的问题。我们只有掌握和熟练运用各种车削方法，熟练运用各种程序，才可以更高效率、更高精度的完成梯形螺纹的车削。

【参考文献】

［１］艾军，李小林.车工工艺与技能训练.北京：中国劳动社会保障出版社，2001.

［２］张梦欣.数控机床编程与操作.北京：中国劳动社会保障出

版社，2005.

［３］唐云岐.数控加工基础.北京：中国劳动社会保障出版社，2001.

［４］彼得·斯密德.fanuc数控系统用户宏程序与编程技巧.北京：化学工业出版社，2007.

［５］沈建峰.数控车床技能鉴定考点分析和试题集萃.北京：化学工业出版社，2007.