在數控車床上用宏程序加工梯形螺紋

中國北車永濟新時速電機電器有限責任公司 （山西 044502） 陳建軍

永濟電機高級技工學校 （山西 044500） 張麗波

一、梯形螺紋在數控車床上的加工工藝

數控車加工螺紋有三種指令：G32、G92、G76。其中G32、G92的進刀方式為“直進法”（見圖1）；G76的進刀方式為“斜進法”（見圖2）。

圖1 直進法

圖2 斜進法

“直進法”加工梯形螺紋時，螺紋車刀的三刃都參加切削，排屑困難，車刀所受的切削力大，散熱條件差，因此車刀容易磨損。當進刀量過大時，還可能產生“扎刀”，甚至于折斷刀具。很顯然，“直進法”是不可取的。

“斜進法”加工梯形螺紋時，螺紋車刀仍然有兩個刃參加切削，對于大螺距的T形螺紋車削，也不是理想的加工方法。

為了解決“直進分”和“斜進法”的缺點，就必須改善刀具的切削方式。通過分析，最后選用（見圖3）“分層切削法”。“分層切削法”是先把螺紋X向分成若干層，每層Z向再進行若干次粗切削，再進行左、右精車切削。每層刀具只需沿左右牙型線切削，背吃刀量小，從而使排屑比較順利，刀具的受力和受熱情況得到改善，使切削工作平穩，不易扎刀或產生折斷。

圖3 分層切削法

由于數控車提供的程序代碼無法實現“分層切削法”的車削軌跡，必須通過宏程序對“分層切削法”的車削軌跡進行參數化編程，實現梯形螺紋切削加工。

二、梯形螺紋參數化編程分析

1.梯形螺紋基本尺寸

（1）基本牙型（見圖4）：對梯形螺紋的基本牙型而言，其尺寸參數有：內螺紋大徑D，外螺紋大徑（公稱直徑）d，內、外螺紋中徑D2、d2，內、外螺紋小徑D1、d1，螺距P；基本牙型高度H1。

（2）設計牙型（見圖5）：根據設計牙型，可以列出相關尺寸的計算公式（見附表）。

圖4 基本牙型

圖5 設計牙型

相關尺寸計算表

2.梯形螺紋宏程序編制

以梯形螺紋Tr36×6為例來進行宏程序編程。

（1）宏程序編程的流程如圖6所示。

（2）梯形螺紋Tr36×6的參數計算根據表1可以計算出梯形螺紋Tr36×6各參數如下，并給出相應變量名。螺紋大徑：#1=36；螺距：#2=6；螺紋中徑：#3=#1－#2/2；牙頂間隙：#4=0.5；螺紋小徑：#5=#1－#2－2*#4；螺紋刀刀尖寬：#6=1；牙底槽寬：#7=0.366*#2－2*T A N［15］*#4。

如圖7所示，以梯形螺紋車刀的中心點（C點）作為刀位點進行Z軸對刀。X軸以螺紋大徑外圓對刀。

起刀點Z軸偏移量（CE）的計算公式為

圖6

圖7

即起刀點Z軸偏移量（螺紋右側留0.1mm的精加工量）參數變量為

每層Z軸的切削余量(DF)的計算公式為

即每層Z軸的切削余量（螺紋左側留0.1mm的精加工量）參數變量為

（3）外螺紋Tr36×6程序

三、結語

本文中介紹了數控車床加工梯型螺紋的一種編程方法：主要是利用宏程序實現“分層切削法”，并利用G92螺紋加工循環指令功能來完成的。應用宏指令編程，將“分層切削法”加工梯形螺紋進行模塊化，如果需要加工其他尺寸的梯形螺紋時，只需將宏指令中的自變量賦值修改一下即可，而宏程序中的內容不需修改。