數(shù)控車床上的梯形螺紋車削

成長(zhǎng)城

摘 要：本文對(duì)梯形螺紋的基本要素進(jìn)行了描述，闡述了在數(shù)控車床上加工不同螺距梯形螺紋的具體方法及優(yōu)缺點(diǎn)，特別重點(diǎn)講述了利用宏程序功能車削大螺距或尺寸精度及表面質(zhì)量要求較高的梯形螺紋的編程方法及質(zhì)量控制的基本方法及原理。

關(guān)鍵詞：梯形螺紋;宏程序;左右借刀法;質(zhì)量控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.027

在數(shù)控車床上車削梯形螺紋是生產(chǎn)中常見的一種加工方式，它具有加工效率高，生產(chǎn)質(zhì)量好等特點(diǎn)，下面就數(shù)控車床上車削梯形螺紋的方式方法進(jìn)行說(shuō)明，以供參考。

1 梯形螺紋的主要技術(shù)參數(shù)

根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定，梯形螺紋代號(hào)由種類代號(hào)Tr和螺紋“公稱直徑×導(dǎo)程”表示。左旋螺紋需在其標(biāo)記的末尾處加注“LH”，右旋則不用標(biāo)注。

梯形螺紋各部分名稱、代號(hào)及其幾何計(jì)算公式及基本尺寸的確定如下表所示：

2 用G76指令車削梯形螺紋

在車削螺距小于3mm或精度要求不高的梯形螺紋時(shí)，可采用直進(jìn)法進(jìn)行車削，即每一刀都在X向進(jìn)給，直至牙底處，如同使用G32、G92等指令車削普通三角螺紋一樣，這里不做介紹。此方法加工梯形螺紋時(shí)，螺紋車刀的三個(gè)切削刃都要參與切削，導(dǎo)致加工排屑艱苦，切削力和切削熱增長(zhǎng)，刀頭磨損嚴(yán)重，容易產(chǎn)生“扎刀”和“崩刃”現(xiàn)象。

在車削相對(duì)螺距較大梯形螺紋時(shí)，可以采用斜進(jìn)法進(jìn)行車削，即螺紋車刀沿牙型一側(cè)平行的方向斜向進(jìn)刀，直至牙底處，用此方法加工梯形螺紋時(shí)，車刀始終只有一個(gè)側(cè)刃及一個(gè)主切刃參與切削，另一個(gè)側(cè)刃不參與切削，從而使排屑較順利，刀尖的受熱和受力情形有所改良，不易產(chǎn)生“扎刀”等現(xiàn)象。在普通車床上實(shí)現(xiàn)這樣的切削有較大的難度，但在數(shù)控車床，螺紋切削固定循環(huán)指令G76可輕松實(shí)現(xiàn)這樣的功能。

以加工Tr36*6-6e梯形螺紋為例，有效長(zhǎng)度36mm，具體編程如下：

O0001;

M03 S400 T0202;

G00 X37.0 Z12.0;

G76 P020530 Q50 R0.08;? （設(shè)定精加工兩次，精加工余量為0.08mm，倒角量等于0.5倍螺距，牙型角為30°，最小切深為0.05mm）

G76 X28.75 Z-40.0 P3500 Q600 F6.0;（設(shè)定螺紋牙型高為3.5mm，第1刀切深為0.6mm）

G00 X150.0;

M30;

3 宏程序在梯形螺紋車削中的應(yīng)用

在車削大螺距或精度要求比較高的梯形螺紋時(shí)，用上述兩種方式很難實(shí)現(xiàn)，這時(shí)最好是能夠采用分層左右借刀切削的方式，甚至可以粗、精加工分開來(lái)進(jìn)行車削，既可以提高工作效率，又可以提高刀具的使用壽命和工件的尺寸精度。

以梯形螺紋為例，采用分層左右借刀切削的方式，設(shè)定每層切削深度為0.5mm，根據(jù)表1可知牙高為3.5mm，梯形螺紋理論牙槽底寬為：W=0.366P-0.536ac=0.366*6-0.536*0.5=1.928mm。

設(shè)定我們采用的梯形螺紋車刀的刀頭寬的值為m，分層車削如圖1所示，理論上每一層切削時(shí)的左右借刀量為變量#2與#3的值的和。

為實(shí)現(xiàn)分層的循環(huán)，我們運(yùn)用了宏程序的功能，具體加工程序如下：

O0002

……

N10 M03 S500 T0202

N20#1=0? 設(shè)變量#1為初始切削深度

N30 #1=#1+0.5? 每次循環(huán)切削深度增加0.5mm

N40 #2=（3.5-#1）*tan（15）

N50 #3=（1.928-m）/2

N60 G00 X37? Z8? 將刀具快速移動(dòng)至螺紋切削起點(diǎn)

N70 G92 X[40-#1] Z-55 F6 車削梯形螺紋（中間一刀）

N80 G00 X37? Z[8+[#2+#3]]? ?將刀具起刀點(diǎn)向左移一個(gè)偏移量

N90 G92 X[40-#1] Z-55 F6車削梯形螺紋（左邊一刀）

N100 G00 X41 Z[8-[#2+#3]]? 將刀具起刀點(diǎn)向右移一個(gè)偏移量

N110 G92 X[40-#1] Z-55 F6? 車削梯形螺紋（右邊一刀）

N120 IF[#1 LT 3.5] GOTO30判斷是否達(dá)到理論切削深度，如不到，返回

N130 G00 X100 Z100? 車削結(jié)束，將刀移至安全位置

……

上述編程只是在理想狀態(tài)下，如果在生產(chǎn)過(guò)程中根據(jù)工藝需要粗、精車分開車削以保證產(chǎn)品的質(zhì)量（特別是螺紋中徑公差的正確性），則可以將第50行程序改為“N50 #3=（1.928-m）/2-n”，此處的n就是梯形螺紋兩側(cè)的余量，這個(gè)值根據(jù)需要是自行擬定的，則上述程序就是一例很好的粗加工程序。精加工程序根據(jù)加工方式及質(zhì)量需求只需接下去重新編程，在調(diào)整n的情況下重復(fù)最后一層三刀切削的程序即可。具體的操作方式可在實(shí)踐中體會(huì)并掌握。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈建峰，虞俊.數(shù)控車工（高級(jí)）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.