利用子程序在數(shù)控車(chē)床上加工梯形螺紋

武新衛(wèi)

（三門(mén)峽市高級(jí)技工學(xué)校，河南 三門(mén)峽 472000）

梯形螺紋與普通螺紋相比具有螺距和牙深都較大、精度較高、牙型兩側(cè)面表面粗糙度值較小的特點(diǎn)，這就導(dǎo)致梯形螺紋的加工難度較大。普通車(chē)床靠操作者雙手直接操作，靈活性較大，加工出的梯形螺紋隨操作者的水平而異。在數(shù)控車(chē)床上加工則要靠加工方法、切削參數(shù)和加工程序來(lái)保證。在多年的數(shù)車(chē)加工實(shí)踐與教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)不斷地學(xué)習(xí)、摸索、總結(jié)，對(duì)數(shù)控車(chē)床車(chē)削梯形螺紋有了一定的認(rèn)識(shí)。下面介紹一種利用子程序在 FUNAC 0I Mate系列數(shù)控車(chē)床上加工梯形螺紋的方法，簡(jiǎn)潔實(shí)用，很好掌握。其它系統(tǒng)數(shù)控車(chē)床道理一樣，也可參考。

1 梯形螺紋的一般加工方法

梯形螺紋是應(yīng)用很廣泛的傳動(dòng)螺紋,在普通車(chē)床上加工梯形螺紋勞動(dòng)強(qiáng)度大,且經(jīng)常出現(xiàn)廢品,而在數(shù)控車(chē)床上加工能極大減小勞動(dòng)強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。

加工梯形螺紋時(shí)，刀具材料一般用高速鋼，低速車(chē)削。方法一般有：直進(jìn)法、斜進(jìn)法、車(chē)直槽法和左右切削法，通常直進(jìn)法適用于加工螺距較小（P＜4mm）的梯形螺紋，而加工螺距較大(P≥4mm)的梯形螺紋常采用斜進(jìn)法、左右切削法。

除直進(jìn)法外，其它三種方法都可減輕或避免三刃同時(shí)切削的情況，從而不易出現(xiàn)振動(dòng)和扎刀現(xiàn)象，還可提高切削用量、改善螺紋表面質(zhì)量，所以在普通車(chē)床上應(yīng)用較多。

車(chē)直槽法是先用切槽刀粗切出螺紋槽，再用梯形螺紋刀加工螺紋兩側(cè)面。這種方法在普車(chē)上常用，在數(shù)控車(chē)床上加工梯形螺紋則較難。

2 數(shù)控車(chē)床上加工梯形螺紋的方法

2.1 數(shù)控車(chē)床加工梯形螺紋方法的分析

（1）直進(jìn)法車(chē)削梯形螺紋

FUNAC 0I Mate系列數(shù)控車(chē)床的G92螺紋切削循環(huán)指令就是以直進(jìn)方式進(jìn)刀的，故可采用G92指令。

車(chē)螺紋時(shí)，螺紋車(chē)刀刀尖及兩側(cè)刀刃都參加切削，每次進(jìn)刀只作徑向進(jìn)給，隨著螺紋深度增加，進(jìn)刀量應(yīng)相應(yīng)減少，否則容易產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象。這種方法雖可以獲得比較正確的齒形，操作也很簡(jiǎn)單，但由于刀具三個(gè)切削刃同時(shí)參加切削，振動(dòng)比較大，容易產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象，牙側(cè)容易拉出毛刺，不易得到較好的表面品質(zhì)，除了螺距較小（P＜4mm）的梯形螺紋外，一般不提倡使用此法。

（2）斜進(jìn)法車(chē)削梯形螺紋

FUNAC 0I Mate系列數(shù)控車(chē)床的G76螺紋切削復(fù)合循環(huán)指令就是以斜進(jìn)方式進(jìn)刀的，故可采用G76指令。

車(chē)螺紋時(shí)，螺紋車(chē)刀沿著牙型一側(cè)平行的方向斜向進(jìn)刀，直至牙底處。這種方法只有一側(cè)刀刃參加切削，避免了三面切削，使排屑比較順利，不易引起扎刀現(xiàn)象，刀具切削受力較直進(jìn)法小，但較左右分層切削法受力稍大，一般用在中等螺距的梯形螺紋的切削加工上。

然而，用G76指令車(chē)削梯形螺紋有個(gè)缺點(diǎn)：螺紋粗加工完成后，主軸轉(zhuǎn)速調(diào)低精加工修正時(shí)，會(huì)發(fā)生亂牙，容易出現(xiàn)崩刀或撞車(chē)事故。

（3）分層左右切削法車(chē)削梯形螺紋

該方法需要調(diào)用子程序和G32指令相結(jié)合進(jìn)行中、左、右法切削加工，粗車(chē)梯形螺紋后，留出精車(chē)余量。車(chē)螺紋時(shí)，由于是車(chē)刀兩個(gè)主切削刃中的一個(gè)在進(jìn)行單面切削，同樣避免了三刃同時(shí)切削，所以不容易產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象，可用于車(chē)削各種螺距梯形螺紋。

當(dāng)梯形螺紋精度要求較高時(shí)，可采用粗、精兩把車(chē)刀分粗、精加工進(jìn)行車(chē)削。粗加工為了便于左右切削并留有精車(chē)余量，兩側(cè)切削刃之間的夾角應(yīng)小于牙型角30°，可取29°左右，刀頭寬度應(yīng)小于牙槽底寬W（W=1.928），假定取1.53mm。精加工為保證牙型角及配合需要，兩側(cè)切削刃之間的夾角要略大于牙型角30°，刀頭寬度應(yīng)小于牙槽底寬0.05mm，以利于兩側(cè)面的加工，并保證兩側(cè)面的表面粗糙度達(dá)到要求。

當(dāng)梯形螺紋精度要求不太高時(shí)，可選用一把梯形螺紋刀分粗、精加工車(chē)削。下面就以一把車(chē)刀利用子程序分粗、精加工車(chē)削為例

2.2 梯形螺紋加工編程實(shí)例（子程序分層左右切削法）

（1）梯形螺紋的尺寸計(jì)算

螺距P=6mm；公稱(chēng)直徑d=40mm；中徑d2=d-0.5p=37mm；牙頂間隙ac=0.5mm(螺距 6mm)；牙高 h3=0.5p+ac=3.5mm；小徑d3=d-2h3=33mm；牙頂寬f=0.366p=2.196mm；牙槽底寬w=0.366p-0.536ac=1.928mm。

（2）子程序分層左右切削法加工程序

用調(diào)用子程序的方法進(jìn)行加工，假定車(chē)刀頭寬度為1.53mm，可以看出，比槽底寬窄0.40mm。采用左、右偏刀法加工，車(chē)刀在一個(gè)固定的起刀點(diǎn)用G32指令加工一刀，然后左偏加工兩刀，再右偏加工兩刀，為減小刀具加工時(shí)的受力，偏移的量選取0.1mm左右。牙高為3.5mm，則總切深為7mm（雙邊），粗加工取被吃刀量0.1mm，循環(huán)30次，精加工取被吃刀量0.05mm，循環(huán)10次。加工程序如下：

精加工程序與粗加工程序類(lèi)似，只須把進(jìn)刀量U-0.2改為U-0.1即可。故3號(hào)子程序略。

加工到最后，不進(jìn)刀，多光幾刀，以消除讓刀誤差。加工后測(cè)量，若小徑尺寸符合，中徑偏小或配合不上，說(shuō)明螺紋槽寬度不夠，可編一個(gè)修整程序，稍作修整即可。

此時(shí)，左右方向進(jìn)刀可在磨耗中進(jìn)行，在2號(hào)刀磨耗Z值中輸入-0.02，運(yùn)行修整程序直到合格為止。

3 注意事項(xiàng)

梯形螺紋中經(jīng)必須與基準(zhǔn)軸頸同軸，大徑尺寸應(yīng)小于基本尺寸；車(chē)梯形螺紋必須保證中經(jīng)尺寸；螺紋牙型要正確；螺紋兩側(cè)面表面粗糙度值要低些；工件裝夾一般采用兩頂尖或一夾一頂?shù)姆椒ā?/p>

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，車(chē)梯形螺紋時(shí)，要根據(jù)機(jī)床的剛性、刀具的強(qiáng)度、螺紋精度以及螺距大小等情況，來(lái)綜合考慮選擇適當(dāng)?shù)募庸し椒ê颓邢饔昧浚M(jìn)行合理的編程，以確保加工出合格的、高質(zhì)量的梯形螺紋。

[1]葉碧芬.《數(shù)控車(chē)床加工梯形螺紋方法淺析》.《中國(guó)農(nóng)村教育》2012年05期

[2]周伯秀.《數(shù)控車(chē)削梯形螺紋方法的探討》.《裝備制造技術(shù)》2009年第12期

[3]《數(shù)控技術(shù)應(yīng)用教程——數(shù)控車(chē)床》.上海宇龍軟件工程有限公司數(shù)控教材編寫(xiě)組.電子出版社

[4]彭德蔭.《車(chē)工工藝與技能訓(xùn)練（機(jī)械類(lèi)）》.中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社