數控車床上完美搞定梯形螺紋加工

本文通過對梯形螺紋加工的工藝分析和加工方（fāng）法的研討，探索出一套可以在數控車床上加工出合格梯（tī）形（xíng）螺紋的方法。

在普通車床的生產實習過程中，加工梯形螺紋課題是最基本的實（shí）習課題，但在數控（kòng）車床實習過程中，常（cháng）常由於加工工藝方麵的原因（yīn），卻很少進行梯形螺紋的加（jiā）工練習，甚至有人提出（chū）在數控車床上不能加工梯形螺紋（wén），顯然這種提法是錯（cuò）誤的。其實，隻要工（gōng）藝分（fèn）析合理，使用的加工指令得當，完全可以在數控車床上加工出（chū）合（hé）格的梯形（xíng）螺紋。

一（yī）、梯形螺紋加工的工藝分析

1.梯形螺紋的尺寸（cùn）計算

梯形螺紋的代（dài）號 梯形（xíng）螺紋的代號用字母“Tr”及公稱直徑×螺距表示，單位均為mm。左（zuǒ）旋螺紋需在尺寸規格之後加注“LH”，右旋則不用標注（zhù）。例如Tr36×6,Tr44×8LH等。

國標規定，公製梯形（xíng）螺紋的牙型角為30°。

2.梯形螺紋在數（shù）控車床上的加工方法

直進法螺（luó）紋車刀X向間歇進給至牙深處（如圖2a）。采用此種方法（fǎ）加工梯形螺紋時，螺紋車刀的三麵都參加切削，導致加工排屑（xiè）困難，切削力和（hé）切削熱增加，刀尖磨損嚴（yán）重。當進刀量過大時，還可能（néng）產生“紮刀”和（hé）“爆（bào）刀”現（xiàn）象。這種方法（fǎ）數控車床可采用指令G92來實現，但（dàn）是很顯然，這種方法是不可（kě）取的。【金（jīn）屬加工微（wēi）信，內容不（bú）錯，值得關注】

斜進（jìn）法螺紋車（chē）刀沿牙型角方向斜向間歇進給至牙深處（如圖（tú）2b）。采用此種方法加工梯形螺紋時，螺紋車刀始終隻有一個（gè）側刃參加切（qiē）削，從而使排屑（xiè）比較順利，刀尖的受（shòu）力和受熱情況有所改善，在車削中不易引起“紮刀”現象。該方法在數控車床上可采用G76指令（lìng）來實現。交錯切削法螺紋車刀沿牙型角方向交錯間隙（xì）進給至牙深（如（rú）圖2c）。該方法類同於斜（xié）進法，也可在數（shù）控車床上采用G76指令來實現。

切槽（cáo）刀粗切槽法（fǎ）該方法先（xiān）用切槽刀粗切出螺紋槽（（如圖2d），再用梯形螺紋車刀加工螺紋兩側麵。這種方法的編程與加工在數控車床上較難實現。

3.梯（tī）形（xíng）螺紋測量（liàng）

梯形螺紋的（de）測量分綜合測量、三針測量、和單針測量三種。綜合測量用螺紋規（guī）測量，中徑的（de）三針測量與單針測量如圖（tú）3所示，計算如下：

M=d2+4.864dD-1.866P （dD表示測量用量針的（de）直徑，P表示螺（luó）距。）

A=（M+d0）/2（此處d0表示工件實（shí）際測量外徑）

二、梯形（xíng）螺紋（wén）編程實例

計算梯形螺紋尺寸並查表（biǎo）確定其公差

大徑d=360–0.375；

中徑d2=d-0.5P=36-3=33,查表確定其公差，故d2=33–0.118 –0.453

牙（yá）高h3=0.5P+ ac=3.5；

小徑d3=d-2 h3=29,查表確定其公差，故d3=290–0.537；

牙頂寬f=0.366P=2.196

牙底寬W=0.366P-0.536ac=2.196-0.268=1.928

用3.1mm的測量棒（bàng）測量中徑，則其測量尺寸M=d2+4.864dD-1.866P=32.88,根據中徑公差確定其公差，則M=32.88–0.118 –0.453

2.編寫數控程序

O0308；

G98 ;

T0202；

M03 S400；

G00 X37.0 Z3.0；

G76 P020530 Q50 R0.08；（設定精加工兩次，精加工餘量（liàng）為0.16mm，倒（dǎo）角量等於0.5倍螺（luó）距，牙型角為30°，最小切深為0.05mm。）

G76 X28.75 Z-40.0 P3500 Q600 F6.0；（設定（dìng）螺紋高為3.5mm，第一刀切深為0.6mm。）

G00X150.0

M05;

M30

以上程序在螺紋切削過程中采用沿（yán）牙型角方向斜向進（jìn）刀的方式，如圖2b所示。在FANUC-0i係統中，有時還可采用如圖2c所示交錯螺紋切削方式，G76編（biān）程如下所示：

G76 X28.75 Z-40.0 K3500 D600 F6.0 A30.0 P2；

K：螺（luó）紋牙（yá）型高度。

D：第一次進給的背吃刀量（liàng）。

A：牙型角度。

P2：采用交錯螺紋切削

3.計算（suàn）Z向刀具偏置值

在梯（tī）形螺紋的實際加（jiā）工中，由於刀尖寬度並不（bú）等於槽底寬，因此通過一（yī）次（cì）G76循環切削無法正（zhèng）確控製螺紋中徑等各項尺寸。為此（cǐ）可采（cǎi）用（yòng）刀具Z向（xiàng）偏置後再次進行G76循環加工來解決以上（shàng）問題，為了提高加（jiā）工效率，最（zuì）好隻進行一次偏置加工，因此必須（xū）精確計算Z向的偏置（zhì）量，Z向偏置量的計（jì）算方法（fǎ）如圖（tú）5所示，計算如下：

設（shè）M實測- M理論=2AO1=δ，則AO1=δ/2

AO2=AO1×tan（∠AO1O2）=tan15°×δ/2

Z向偏置量EF=2AO2=δ×tan15°=0.268δ

實際加工時，在一次循環（huán）結束後，用（yòng）三針測量實測M值，計算出刀具Z向偏置量（liàng），然（rán）後在刀長（zhǎng）補償或磨耗存貯器中設（shè）置Z向刀偏量，再（zài）次用G76循環加工就能一次性精確（què）控製（zhì）中徑等螺紋參數值。

三、結論

通過以（yǐ）上（shàng）的（de）實例分析我們可以得出結論，要想在數控（kòng）機床上（shàng）方便地加工出梯形螺紋（wén），關鍵（jiàn）是做好如下幾點（diǎn）：

1.合理選擇梯形螺紋的加工指令，通常選G76指（zhǐ）令。

2.準確設定G76指令的參數值，這些值通常通過對梯形（xíng）螺紋的分（fèn）析計算獲得。

3.根據初步測量得出的中徑值，精確計算出Z向刀具偏置值，從而準（zhǔn）確控製梯（tī）形螺紋的中（zhōng）徑值。

金屬加工微信由創刊於1950年的《金屬加工》雜誌（包括冷加工和熱加工兩個半月刊）和金屬加（jiā）工在線（mw1950.com）共（gòng）同運營。匯聚了新聞、技術、產品、市場等內容。金屬加工通過（guò）雜誌、數字媒體、活動（dòng）與服務四位一體，為行業提供一流的信息服務和（hé）推廣服務。