淺析用宏程序在數控車床上加工梯形螺紋

田春娥

摘要：在數控車床上加工梯形螺紋是一個全新的課題，數控車加工梯形螺紋方法多樣，選擇合理的加工參數和方法，提高生產效率的同時也節省了刀具損耗。本文通過對梯形螺紋加工的工藝分析和加工方法的研討，探索出 一套可以在數控車床上加工出合格梯形螺紋的方法并結合實際生產驗證了其可行性。

關鍵詞：梯形螺紋 加工方法 宏程序

近年來數控大賽受到各方面的重視，其大賽的內容也在逐步豐富，加工梯形螺紋課題是普通車床的生產實習過程中最基本的實習課題，現也成為數控大賽中的一項重要內容。如何在數控車床上高效、高質量地加工出合格梯形螺紋成為許多指導教師亟待解決的難題。其實，只要工藝分析合理，使用的加工指令得當，完全可以在數控車床上加工出合格的梯形螺紋。

一、梯形螺紋加工方法的分析

下面以加工梯形螺紋Tr36×6為例，介紹如何在FANUC Series 0iMate-TC系統的數控車床上車削梯形螺紋。工件如圖所示。

1.切直槽法

此方法粗車時先用矩形螺紋車刀采用直進法車出螺旋直槽，然后用梯形螺紋精車刀車兩側。此方法在切螺旋直槽時，所用的刀具類似于切槽刀，車螺紋時，螺紋車刀刀尖及兩側刀刃都參加切削，這種方法雖可以獲得比較正確的齒形，操作也很簡單，但由于刀具三個切削刃同時參加切削，振動比較大，牙側容易拉出毛刺，不易得到較好的表面品質。而且，由于在螺紋加工中螺紋升角的存在，螺紋旋向一側的刃磨后角應等于工作后角加上螺紋升角（Ψ）。即α=（3°～5°）+Ψ這樣一來，刀頭強度就更差了，在加工中極易出現扎刀現象，導致刀頭折短、工件彎曲變形甚至報廢。

2.左右切削法

此方法在橫向進刀時，同時進行左右少量進刀（又稱趕刀），以避免三個切削刃同時參與切削。在實際操作過程中，要根據實際經驗，一邊控制左右進給量，一邊觀察切屑情況，既有橫向進刀又有縱向趕刀，車刀對牙側必須重復切削，切削面積較大，因而，加工中切削力較大、切削熱高、排屑困難。加工時對縱向趕刀量不好控制，趕刀量太大，切削面積更大，會因切削力過大而扎刀；趕刀量太小，容易造成三面切削，此時切削面積最大，而且排屑困難，更加容易扎刀。此方法對操作者的素質有較高的要求。

3.層切削法

分層切削法是將加工余量均勻的分為若干層，加工完第一刀后，向左或向右趕刀，先將第一層的余量全部去除后，再用相同方法去除第二層余量，如此由外至內逐層去除余量。轉化成若干個較淺的梯形槽來進行切削，可以降低車削難度。每一層的切削都采用左右交替車削的方法，背吃刀量很小，刀具只需沿左右牙型線切削，梯形螺紋車刀始終只有一個側刃參加切削（如圖），從而使排屑比較順利，刀尖的受力和受熱情況有所改善，因此能加工出較高質量的梯形螺紋，且容易掌握，程序簡短，容易操作。

在多年的數車工實習教學中，通過不斷的摸索、總結、完善，對于梯形螺紋的車削也有了一定的認知，筆者認為利用宏程序進行分層切削，可以很好地解決出現的問題。

二、分層加工法的加工原理

從進刀方法看，分層切削法在整個切削過程中，除每一層的第一刀是三面切削外，其余各刀都避免了三面切削。也就是說，每一層的第一刀的切削力是最大的，而且每一層的切削深度是相同的，那么，只要第一層的第一刀不扎刀，后面的加工就不可能再扎刀了。由此可見，此方法能最大限度地避免三面切削，減小刀具的切削面積從而減小切削力。在加工時只需根據機床、工件和刀具的剛性，合理選擇切削參數，就可以完全避免扎刀現象的發生了。

三、分層加工法的關鍵技術

分層切削法加工中，當上一層切削完進入下一層第一刀切削時，如果采用直進法，刀具對上層切出的牙側會重復切削，切削面積增大，切削力增加，容易造成扎刀；同時螺紋中徑減小，會造成工件報廢。因此，在進層切削時刀具必須在軸向有一定的讓刀量；同理，每層切削的最后一刀也需要讓刀。這也是分層切削法的關鍵所在。

從第一層進刀至第二層時，刀尖需從A點進至B點，軸向讓刀量Z=每層切削深度×tan（牙型半角）。加工梯形螺紋時，牙型角α=30°，若每層切削深度ap=0.5mm，則：Z=0.5×tan15°=0.134mm

四、分層加工法的加工程序

以Fanuc 0i mateTC系統為例，圖1所示梯形螺紋的加工程序如下：

O0001；

T0101M03 S300；

G00 X38 Z5；

M08；

#101=36；

#102=0；