数控高速车削梯形螺纹的方法

M98P200007；
调用O0007子程序20次
M98P200008；
调用O0008子程序20次
M98P200009；
调用O0009子程序20次
G0 X100 Z100；
快速回到换刀点(参考点)
M05；
转速停止
M30；
程序结束返回程序开头
O0005；
子程序号
G01 U0 W0.198 F80；
确定每次切削的位置
在两相流动过程中，由于相界面的形状和分布都是随时 间和空间变化的，并且两相之间存在速度差，使得两相流动过 程要比单相流动复杂得多，同时在两相流中也增加了一些在单 相流中不存在的参数。但是，由于两相流广泛存在于动力、化 工、石油、冶金、管道运输、医药、制冷等领域。研究两相流 体力学，探讨两相流动的机理，准确检测两相流的各种参数对 现代工业设备的研制和开发具有非常重要的意义。目前已经成 为国内外给予极大关注的前沿学科，但是两相流系统是复杂的 非线性系统，两相流参数检测的难度较大。因此两相流参数检 测是一个急需发展的研究领域。
为10mm 及终点坐标值
M99
子程序结束
5.267 5.803
图5 分层切割数据
三、程序编制
在编辑程序时，要注意数据的正确计算以及车刀刀头
宽度的加减，确保螺纹牙型正确。下面以车刀刀头宽度为
0.5mm为例，编写下面加工程序：
O0001；
主程序号
G50 X100 Z100；
设定参考点
S400 M03；
设定转速及转向
图2 分层切削法
2．刀具几何形状的选择 根据高速车削梯形螺纹的条件，首先计算出螺旋角，
以便正确确定刃磨刀具的几何角度。螺旋角为tanψ=[P/ (πd2)]=[10/(3.14×43)]＝4.24°，所以选择左侧后角为
6～8°，右侧后角约为2°是合适的；为了便于排屑，刀具不易 损坏，前角取6～8°，如图3所示 ，使刀具更加锋利和有利于断 屑，因只使用一把刀具不会发生“乱扣”现象。
W =W ′=0.366P -0.536 a c P 1.5~5 6~12 14~44
ac 0.25
0.5
1
二、加工方法、刀具的几何形状及数据计算
1．加工方法的选择 根据梯形相关知识加工（如图1）所示工件，在数控车床上 加工梯形螺纹时，在三爪卡盘上采用一夹一顶装夹。为了方便 对刀和编制程序，将程序原点设定在工件的右侧端面中心上， 又因为是高速加工梯形螺纹，故选用硬质合金刀具。
（3）梯形螺纹各部分名称、及计算公式如下表。
名称 牙型角 螺距
大径 中径 外螺纹 小径 牙高 大径 中径 内螺纹 小径 牙高 牙顶宽 牙槽底宽
代号
α Ｐ
d d2 d3 h3 D4 D2 D1 H4 f 、f ′ W =W ′
牙顶间隙
ac
计算公式
α ＝30°
有螺纹标准确定
公称直径
d 2=d -0.5P d3 =d -2 h 3 h 3=0.5P +ac D 4=d +2a c D 2 =d 2 D 1=d -P H 4 =h 3 f =f ′=0.366P
（作者单位：浙江公路技师学院）
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2009 3
交流平台 CASE ANALYSIS 实战案例 编辑︱孙雁︱E-mail:zhiyezazhi@163.com
磨前角均为0°，在车右螺纹时，右侧的工作前角为负值，切削 不顺利，排屑也困难。为了改善上述状况，将车刀两侧切削刃 组成的平面垂直于螺旋线装夹，使左侧刃的工作前角均为0°。 或把前角刃磨为6°～8°，使刀具切削顺利并有利于排屑。
a OL＝（3°～5°）＋ψ a OR ＝（3°～5°）-ψ 车削左螺纹时，情况就相反。 （2）车刀前角的变化。由于基面的位置发生了变化，车刀 两侧的工作前角与刃磨前角（γo ）不相等。如果车刀两侧的刃
相浓度的重要检测手段；光导纤维灵敏度高，其光子传递信息 不受电磁场干扰，“传”“感”合一，性能稳定，重量轻且尺 寸小，在两相流参数检测中的应用得到了迅速发展；激光多普 勒测速技术空间分辨率高，动态响应快，测速范围宽，又属于 非接触式测量技术，在气液两相流参数检测中得到了长足的发 展；核磁共振法属非接触式测量，与被测流体的许多物性参数 变化无关，对流场无干扰，在流速、空隙率等两相流参数的研 究中得到了应用。20世纪80年代中期研制成功的过程层析成像 技术，属于非侵入式测量技术，具有成本低和响应特性好等优 点，引起了越来越多的相关领域研究人员的关注。迄今为止， 基于不同信息获取手段和传感机理，人们已经研制成功了χ射 线层析成像、核磁共振层析成像、超声层析成像、电容层析成 像、电阻／导层析成像等十余种过程层析成像系统。
子程序号
G01 U0 W0.238 F80；
确定每次切削的位置
G92 U-6 W-125 F10；
螺纹切削指令G92、螺距
为10mm 及终点坐标值
M99；
子程序结束
O0004；
子程序号
G01 U-0.075 W-0.218 F80； 确定每次切削的位置
G92 U-6 W-125 F10；
螺纹切削指令G92、螺距
3．基于成熟硬件和计算机技术的软测量方法 基于软测量技术的两相流参数检测方法，是通过数学计算 建立易测变量与难以直接测量的待测变量之间的复杂的数学关 系，从量的测量。可利用软测量技术来解决具有复杂性、不确 定性且很难描述的两相流系统的测试问题。 4．气液两相流含气率测量技术 两相流体的质量流量含气率测量是两相流参数检测最基本
T0101；
设定刀具号及刀具补偿号
G0 X54 Z0；
设定螺纹切削循环起始点
M98P20000Fra Baidu bibliotek；
调用O0002子程序20次
M98P200003；
调用O0003子程序20次
M98P200004；
调用O0004子程序20次
M98P200005；
调用O0005子程序20次
M98P200006；
调用O0006子程序20次
子程序号
G01 U0 W0.171 F80；
确定每次切削的位置
G92 U-6 W-125 F10；
螺纹切削指令G92、螺距
为10mm 及终点坐标值
M99；
子程序结束
O0008；
子程序号
G01 U-0.05 W-0.183 F80； 确定每次切削的位置
G92 U-6 W-125 F10；
螺纹切削指令G92、螺距
G92 U-6 W-125 F10；
螺纹切削指令G92、螺距
为10mm 及终点坐标值
M99；
子程序结束
O0006；
子程序号
G01 U-0.05 W-0.210 F80； 确定每次切削的位置
G92 U-6 W-125 F10；
螺纹切削指令G92、螺距
为10mm及终点坐标值
M99；
子程序结束
O0007；
图1 梯形螺纹
高速车削梯形螺纹时，为防止“扎刀”和“崩刃”，要 求在加工梯形螺纹时，切削力不能太大。刀具不能同时三面切 削，故不能使用螺纹切削指令G92来进行直
进法或直进切槽法，也不能使用螺纹切削复合循环指令 G76来加工。根据长期的实践经验，使用螺纹切削指令G92和 用子程序调用来进行分层切削法. 如图2所示，效果较好，且安 全、可靠、易行。
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~2O
~ ~ 66°O～8°8O
30O
~ ~ 6O6°～88O° ~6°～6O
图3 刀具几何形状 3．数据计算 （1）梯形螺纹基本参数的计算如图4。
F =0.366P =0.366×10=3.66mm W =0.366P -0.536 a c =0.366×10-0.536×0.5=3.392mm h 3=0.5P +a c=0.5×10+0.5=5.5mm
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5.5 5.5 2 1.5 1 1
3.392
6.339
3.66
图4 梯形螺纹参数
(2)分层切削数据（如图5） 根据以上梯形螺纹的基本参 数，可分为4层切削。
3.392
M99；
子程序结束
O0003；
实战案例 CASE ANALYSIS 交流平台 编辑︱孙雁︱E-mail:zhiyezazhi@163.com
数控高速车削梯形螺纹的方法
在数控车实习教学中，车削梯形螺纹是一个比较难的课 题，特别是在高速切削时难度更大。怎样找到一种方便、简 单、实用、安全的方法来教会学生车削梯形螺纹，成了教师要 重点解决的问题。笔者在教学和实训中慢慢摸索出了高速切削 梯形螺纹的方法，在数控车实习中取得了较好的效果。
为10mm 及终点坐标值
M99；
子程序结束
O0009；
子程序号
G01 U0 W0.145 F80；
确定每次切削的位置
G92 U-6 W-125 F10；
螺纹切削指令G92、螺距
为10mm 及终点坐标值
M99；
子程序结束
O0002；
子程序号
G01 U-0.1 W-0.265 F80； 确定每次切削的位置
和最重要的课题之一。在许多两相流流量测量模型中，都需要 质量流量含气率这个参数；同时为了对设备的安全性和生产的 经济性进行检测，也需要提高两相流动分相含率的测量精度。 目前，质量流量含气率的测量方法主要有两类：一是通过实验 回归或理论推导的方法得出质量流量含气率的经验计算式，常 见的思路是首先测出空隙率或用密度计测得管段的平均空隙 率，然后根据空隙率和质量流量含气率之间的关系式计算出质 量流量含气率；二是通过各种检测技术获得质量流量含气率 值，主要有单相流量计法、皮托管法等。
一、相关知识 1．螺纹车刀材料的选择 常用的螺纹车刀材料有高速钢和硬质合金两类：高速钢螺 纹车刀，容易磨得锋利，而且韧性较好，刀尖不易崩裂，车的 螺纹表面粗糙度较小，但高速钢的耐热性较差，适用于低速车 削螺纹；硬质合金螺纹车刀的硬度高，耐热性较好，但韧性较 差，适用高速车削螺纹时使用。 2．螺纹升角对车刀工作角度的影响 车螺纹时，因受螺旋线的影响，切削平面和基面的位置发 生了变化，车刀工作时的前角和后角、刃磨前角（静止前角）
文/康振声
和刃磨后角（静止后角）的数值不同。变化的程度决定于工 件螺纹升角的大小，三角形螺纹的螺纹升角一般比较小，影响 也较小。但在车梯形和螺距较大的螺纹时，影响就比较大。因 此，在刃磨螺纹车刀时，必须考虑这个影响。
（1）车刀两侧后角的变化。车刀两侧的工作后角一般取 3°～5°，当不存在螺纹升角时（如横向进给车槽），车刀两 侧的工作后角与刃磨后角相同；车右螺纹时，左侧的刃磨后角 （a OL）应等于工作后角加上螺纹升角（ψ ）。为了保证刀头有 足够的强度,车刀右侧的刃磨后角（aOR）应等于工作后角减去螺 纹升角。即：
G92 U-6 W-125 F10；
螺纹切削指令G92、螺距
为10mm 及终点坐标值
这种高速加工梯形螺纹的方法，安全、可靠、省时，但 要注意数据的正确计算和合理的加工工艺。
（作者单位：广东省汕头市第二技工学校）
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