應用數控車床加工變導程螺紋方法

陳珠海

摘要：在機械行業中，螺紋的運用是常見的，加工大螺距螺桿是一個復雜的問題，尤其是變螺距螺桿的加工則難度更大。本文就介紹在數控車床上加工的方法與技巧。

關鍵詞：變導程螺紋；數控車床

前言

變螺距螺桿在生產中應用較多，如在塑料、造紙等行業使用的擠出設備中，變螺距螺桿是關鍵零部件，它擠出性能優良，可以實現物料送進速度的調整及物料送進位置的改變。本文介紹變導螺紋在數控車床上應用子程序加工方法。

一、 變導程螺紋加工

變導程螺紋的每一個導程都是變化的，或遞增，或遞減，按照螺紋的外形可分為槽等寬牙變螺紋和牙等寬槽變螺紋兩種，分別如下圖所示。

（一） 變導程螺紋加工數控指令

在廣州數控980TD系統中，有變導程螺紋切削功能。

格式：G34X—Z—F—R—；

其中：X、Z：螺紋切削終點的絕對坐標值。

F：第一個導程。

R：主軸每轉螺距的增量值或減量值。

（二） 變導程螺紋刀具分析

a）刀具材料選擇

由于此變導程螺紋為矩形螺紋，槽寬及深度都較大，在加工時切削刃接觸長度長，受力大，車刀故為高速鋼W18Cr4V2。

b）刀具角度選擇

刀具外形為矩形，粗車刀刀頭寬度為4.6 mm，精車刀刀頭寬度為5 mm。

粗車刀具前角選擇10°左右，左側后角為（3°～5°）+Ψ最大，右側后角為（3°～5°）-Ψ最大。精車刀具前角選擇0°，后角與粗車刀具相同。其中，Ψ最大為螺紋最大導程頂徑處的螺旋升角。中槽等寬牙變導程螺紋刀的螺旋升角計算：tanΨ最大=7.64°

C）刃磨刀具

粗車刀刀寬為4.5 mm左右，在前刀面上主切削刃及兩副切削刃上開切削槽，保證前角10°左右，保證后角6°～8°，左側副后角12°左右，右側副后角-3°左右。精車刀刀寬嚴格保證5 mm，前角為0°，后角與粗車刀同。

（三） 加工槽等寬牙變導程螺紋

考慮零件在加工過程中裝夾的穩定性及保證加工精度，采用“一夾一頂”的裝夾方式，加工右端Φ20、Φ28兩外圓柱及變導程螺紋部分。在加工螺紋以前，

刀具定位的位置必須指定在距螺紋右端面一個基本導程距離的地方，以保證車削零件時螺紋第一道牙的導程為5mm。在此處，變螺紋第一道螺紋導程為7mm，故基本導程等于此值減去螺紋增量2mm，為5mm，所以螺紋的定位應該在距螺紋右端面5mm位置處。

程序節選如下：

O1；M3S100；T0101；G00 X50 Z-17； M98 P501001；O1001； G00 U-12.1 ； G34 U0 Z-92 F3R2 ； G00 U12；Z-14 ；M99；

（四） 加工牙等寬槽變導程螺紋

加工牙等寬槽變螺紋比槽等寬牙變螺紋要復雜得多，要車成變槽寬，只能是在變導程車削的過程中使刀具寬度均勻變大才能實現，不過這是不可能實現的。實踐證明，可通過改變導程F和相應的起刀點來趕刀，逐漸完成車削。

粗加工程序如下：

O2002；G00 X200Z10；T0101 M08；M03 S100 ；G00 X50Z-12；M98 P501001；G00 X50 Z-13 ；M98 P602002；G00 X50 Z-14 ；M98 P502002 ；G00 X200 Z10 ； M05 ； M30 ； O3003； G00 U-12.1 ； G34 U0 Z-74 F9 R2； G00 U12 ； Z-12 ； M99； O3002； G00 U-12.1； G34 U0 Z-74 F8 R2 ； G00 U12； Z-13；M99 ； O4004； G00 U-12.1； G34 U0 Z-74 F7 R2； G00 U12；Z-14；M99；

注：精車時只需更換精加工刀具，程序同粗車程序。

（五） 加工變導程螺紋注意事項

a）根據不同的要求合理選擇刀具寬度，精車刀應與最小導程的槽等寬；

b）據不同情況正確設定變螺紋F初始值和起刀點的位置，即基本導程值；

c）加工過程如發現牙寬與理論尺寸不符，可通過更改定位坐標值及基本導程值來趕刀實現，具體趕刀數值及操作根據實際情況而定。

結束語

在實踐加工中，應用數控車床進行加工變導程螺紋，不僅可以提高零件的加工精度，而且與使用普通車床相比，輔助加工時間也大大縮短，減輕勞動強度，保證工件質量，充分發揮了子程序的功能，以簡單的數控加工指令進行編程加工，大大簡化了加工程序，實現了復雜特種螺紋的加工。

參考文獻：

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[2] 沈建峰.數控車編程與操作實訓[M].國防工業版社，2005，08.

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