梯形螺紋數控車削編程與加工研究

王恒廠 劉源 王萬里

摘 ?要：對比普通車床加工梯形螺紋的工藝方法和數控車宏程序編程特點，應用宏程序中的變量運算、邏輯運算和條件轉移，用分層切削方法，分粗車和精車對梯形螺紋分別編程，解決現有梯形螺紋宏程序粗車、精車不分的編程方式，與現有編程方法相比，此方法為達到高效、穩定地車削梯形螺紋提供參考。

關鍵詞：梯形螺紋;數控加工;分層法;精加工

1 梯形螺紋加工工藝分析

常用梯形螺紋車削方法如圖1所示，a直進法適合用螺紋加工指令G32、G92編程，該方法梯形螺紋車刀的前、左、右三面切削，刀頭部分切削力受力較大，而且排屑困難，刀尖磨損嚴重，產生“扎刀”現象，適合小螺距螺紋加工;b斜進式方法螺紋車刀沿牙型角方向斜向、間歇進給至牙底，車刀單刃切削，G76指令編程使用較多;c交錯式車削加工是最常用的方法，該方法刀具左右兩切削刃磨損、受力均勻，牙形正確，牙根清晰。此法適用于加工螺距較大的螺紋。

2 梯形螺紋宏程序編程

如圖2所示梯形螺紋加工圖，查閱現資料中，無論用螺紋加工指令（G92、G32、G76）編程還是宏程序編程，都極少用粗加工和精加工分開編程，因為螺紋加工指令不能單獨實現精加工，宏程序編程計算比較麻煩，但是梯形螺紋加工不可能一次精車就能夠達到尺寸要求，往往需要3-5次精加工才能達到合格要求，因此每次精車都要重復執行粗車的指令或語句，增加了輔助時間。現以交錯式分層切削方式，以粗車和精車分別對圖2編程。

首先計算梯形螺紋各部分尺寸，依據表1，計算如下：

螺紋大徑d=36;

螺紋中徑d2=d-0.5P=36-3=33mm，查表確定其公差，故d2=33;

螺紋牙高h3=0.5P+ac=3.5mm;

螺紋小徑d3=d-2h3=29mm，查表確定其公差，故d3=29;

螺紋牙頂寬f=0.366P=2.196mm

螺紋牙底寬W=0.366P-0.536ac=2.196-0.268=1.928mm

梯形螺紋刀刀頭寬b=1.8mm。

粗、精加工程序如下：

粗車

O0001;（程序名）

N1;

T0101;（1號梯形螺紋螺紋刀具）

M3 S80;（正轉80r/min）

G0 X38 Z12; （起刀點）

#1=0.8;（初始第一刀深度）

#5=36;（被車工件的初始直徑）

#6=15;（導入空刀量）

#7=-40;（螺紋長度）

N10 #8=TAN[15]*3.5-TAN[15]*#1;（Z向借刀距離）

G0 [#5-2*#1] Z[#6-#8];（Z向左借刀）

G32 Z[#7-6] F6;（車左側螺紋）

G0 X40;（退刀）

Z[#6+#8];（Z向右借刀）

G0 X[#5-2*#1];（X切削深度）

G32 Z[#7-6] F6;（Z向右借刀）

G0 X40;（退刀）

#5=#5-#1;（被車工件的直徑減小量）

#1=#1-0.1;（調整切削深度）

IF[#5 GE 32.5] GOTO10;（條件判斷是否小于等于32.5）

G0 X100 Z100;（返回換刀點）

M00;（暫停）

N2;精車

T0101;（1號梯形螺紋螺紋刀具）

M3 S60;（正轉60r/min）

G0 X38 Z12; （起刀點）

#1=0.1;（初始第一刀深度）

#5=36;（被車工件的初始直徑）

#6=15;（導入空刀量）

#7=-40;（螺紋長度）

N10 #8=TAN[15]*3.5-TAN[15]*#1;（Z向借刀距離）

G0 [#5-2*#1] Z[#6-#8];（Z向左借刀）

G32 Z[#7-6] F6;（車左側螺紋）

G0 X40;（退刀）

Z[#6+#8];（Z向右借刀）

G0 X[#5-2*#1];（X切削深度）

G32 Z[#7-6] F6;（Z向右借刀）

G0 X40;（退刀）

#5=#5-#1;（減小被車工件的直徑）

IF[#5 GE 29] GOTO10;（條件判斷是否小于等于29）

G0 X100 Z100;（返回換刀點）

M05;（停主軸）

M30;（結束程序）

上述程序執行一次粗、精車后，螺紋尺寸仍有余量，可以從程序N2開始執行，只執行精車加工。

3 結束語

采用粗加工和精加工分別編程，使得梯形螺紋車削時，粗加工吃刀深，走刀快，去除材料余量大，節省時間。精加工從粗加工后的精加工余量開始，可以頻繁多次重復精車，避免二次精車再次重復粗車路徑，這樣一次粗車，完成多余材料去除，提高生產效率，降低刀具磨損。

參考文獻

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[2]單小明，馬文麗.基于宏程序的梯形螺紋加工[J].科技創新導報，2010，11：116-117.

[3]馬漢偉，張紹杰.用宏程序在數控車床上加工大螺距梯形螺紋[J].科教文匯，2010，3（下）：65-66.

作者簡介：王恒廠（1971，5-），男，山東臨沂人，碩士研究生，工程師，已發表文章6篇，主要研究方向：CAD/CAM。