数控车床上完美搞定梯形螺（luó）纹加工

在普通车床的生产实习过程中，加工梯形螺纹课（kè）题是最基本的实习（xí）课题，但（dàn）在数控车床（chuáng）实习过（guò）程中，常常由于加工工艺方面的原因，却很少进行梯形螺纹的加工练习，甚至有人提出在数控车床上不能加工梯形螺纹，显然这种提法是错误（wù）的。其实，只要工艺分析合理，使用的加（jiā）工（gōng）指令（lìng）得（dé）当，完（wán）全可以在数控车床上加工出合格的梯形螺纹。

一、梯形螺纹加工的工（gōng）艺分析

1.梯（tī）形螺纹的尺寸计算

梯形螺纹的代号 梯形螺纹（wén）的代号用（yòng）字母“Tr”及（jí）公称直径×螺距表示，单位均为（wéi）mm。左旋螺纹需在尺（chǐ）寸规格之后加注“LH”，右旋则不（bú）用标注。例如Tr36×6,Tr44×8LH等。

国标规定，公制梯形螺纹的牙型角（jiǎo）为30°。

2.梯形螺纹在数控车床上的加工方法

直进法螺纹车刀X向间歇进给至牙深处。采用此种方法加工梯形螺纹（wén）时，螺（luó）纹车刀的三面都参加（jiā）切削，导致加工排屑困难，切削力和切（qiē）削热（rè）增加，刀尖（jiān）磨损严重。当进刀量过大时，还可能（néng）产生（shēng）“扎刀（dāo）”和“爆刀”现象。这种方法数（shù）控车（chē）床可采用指令G92来实现，但是很显（xiǎn）然，这种方法（fǎ）是不可取的。

斜进法螺纹车刀沿牙型角方向斜向间歇进给至牙深处。采（cǎi）用（yòng）此种方法加工梯形螺纹时，螺纹车刀始终只有一个侧刃（rèn）参加（jiā）切削，从而使排屑比较（jiào）顺利，刀尖的受（shòu）力和受热情况有所改善，在车削中不易引起“扎刀”现象。该方法在数控车床上可采用G76指令（lìng）来实现。交错切削法螺纹车刀沿牙型角方向交错（cuò）间隙进给至牙深。该方法类同于斜进法（fǎ），也可在数控车床上采用G76指（zhǐ）令来实现。

切槽刀粗切槽法该方法先用切槽刀粗切出（chū）螺纹槽，再用梯形螺纹车刀加工螺纹两（liǎng）侧面（miàn）。这种方法（fǎ）的编程与加工在数控车床上较（jiào）难实现。

3.梯形螺纹测量

梯形螺纹的测量（liàng）分综合测（cè）量、三针测量、和单针测（cè）量三种。综合测量用螺纹规测（cè）量，计算如下：

M=d2+4.864dD-1.866P （dD表示测量用（yòng）量针的直径（jìng），P表示（shì）螺距。）

A=（M+d0）/2（此（cǐ）处d0表示工件实际测量外径）

二、梯形螺纹编程实例

例：试用G76指令编写加工程（chéng）序。

计算梯形螺纹尺寸并查表确定其公差

大径d=360–0.375；

中径d2=d-0.5P=36-3=33,查表确定其公差（chà），故d2=33–0.118 –0.453

牙高（gāo）h3=0.5P+ ac=3.5；

小径d3=d-2 h3=29,查表确定其公差，故d3=290–0.537；

牙（yá）顶宽f=0.366P=2.196

牙底宽W=0.366P-0.536ac=2.196-0.268=1.928

用（yòng）3.1mm的（de）测量棒测量中（zhōng）径，则其测量尺寸M=d2+4.864dD-1.866P=32.88,根据中径公差确定其公差，则M=32.88–0.118 –0.453

2.编写数控程序

O0308；

G98 ;

T0202；

M03 S400；

G00 X37.0 Z3.0；

G76 P020530 Q50 R0.08；（设定精加工两（liǎng）次，精加工余量为0.16mm，倒角量等于（yú）0.5倍螺距，牙型角（jiǎo）为30°，最小切深为0.05mm。）

G76 X28.75 Z-40.0 P3500 Q600 F6.0；（设定螺纹高为3.5mm，第一刀切深为（wéi）0.6mm。）

G00X150.0

M05;

M30

以上程序在螺纹切削过程中（zhōng）采用沿牙型角方向斜向进刀（dāo）的方式，在FANUC-0i系统中，有时（shí）还可采用交错螺纹切削方（fāng）式，G76编程如下所示：

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

K：螺纹牙型高度。

D：第一（yī）次进给的背吃刀量。

A：牙（yá）型角度。

P2：采用交错螺纹切削

3.计算Z向刀具偏置值

在（zài）梯形螺（luó）纹的（de）实际加工中，由于（yú）刀尖宽度并不等于（yú）槽底宽，因（yīn）此通过一次G76循环切削无法正确控制螺纹中径等各项（xiàng）尺寸。为此可采用刀具Z向偏置后再次进行G76循环加工来解（jiě）决以上问题，为了提高加工效率，最好（hǎo）只进行一次偏（piān）置加工，因此必须精确计算Z向的偏置量，Z向偏置量的计算方法（fǎ），计算如下：

设（shè）M实测- M理论=2AO1=δ，则AO1=δ/2

四边形（xíng）O1O2CE为平行四边形，则ΔAO1O2≌ΔBCE，AO2=EB。ΔCEF为等腰三角形，则EF=2EB=2AO2。

AO2=AO1×tan（∠AO1O2）=tan15°×δ/2

Z向偏置量EF=2AO2=δ×tan15°=0.268δ

实际加工时，在一次循环结（jié）束后，用三（sān）针测量实测M值，计算出刀具Z向偏置量，然后在刀长（zhǎng）补偿或磨耗存（cún）贮器中设置Z向刀偏量，再次用G76循环加工就能一次性精确控制中径（jìng）等（děng）螺纹参数值。

三、结论

通过以上的实例分析我们可以得出结论，要想在（zài）数控机床上方便地加工（gōng）出梯形螺纹，关键是做好如下几点：

1.合理选择梯形螺纹的（de）加工指令，通常选G76指（zhǐ）令。

2.准确设定G76指令（lìng）的参数值，这些值通常通过对梯形螺纹的分析计算获得。

3.根据初步测量得出的中径值，精确计算出Z向（xiàng）刀具偏（piān）置值，从而准确控制梯（tī）形螺纹的中径值。

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