数控车削梯形螺纹加工方法探讨

2013-09-22祝小龙

长沙航空职业技术学院学报 2013年3期

祝小龙

(湖南兵器工业高级技校，湖南益阳 413000)

梯形螺纹是机械行业中应用非常广泛的一种螺纹，常用于各种机械传动机构中。但由于其螺纹牙深较深，导程大、精度要求高，在实际车削过程中容易形成产生振动，从而损坏刀具，甚至产生扎刀现象，严重影响梯形螺纹加工质量与效率［1］。在用传统的普通车床加工时，对操作者提出了非常高的技术要求，且劳动强度比较大。随着数控技术的高速发展和数控设备的普及，采用数控车床来完成梯形螺纹的加工成为必然，因此合理安排加工工艺，编制通用性较强的加工程序，从而充分发挥数控车床优势成为亟待解决的问题［2］。

以往通常会采用宏指令编写的程序，可以减少手工编程繁琐的数值计算，但是有些数控机床的系统不支持使用宏程序，宏程序就无法完成梯形螺纹的加工［3］。文章基于广数GSK980TA数控车床上加工梯形螺纹工艺分析、程序编制、刀具准备等进行探讨。

1 梯形螺纹车削加工方法分析

在梯形螺纹车削的加工过程中，主要解决的是刀具切削进刀方法，采用普通机床的加工梯形螺纹时，进刀方式主要有直进法、斜进法、左右交替车削法、切槽法等［4］。在数控机床上加工梯形螺纹时，其进刀方式也可以采用这几种，但根据平常实际切削经验发现，上述方法都存在易震动、易产生扎刀等现象，所以在数控机床上加工时为了减少这些不利因素的产生，在多次反复试验加工中摸索出一种分层车削法，比传统的进刀方式加工梯形螺纹效果更好。

分层切削法如图1所示。分层切削法将X方向(直径方向)分成若干层，每层沿Z轴方向(轴向)分若干次进刀。刀具在该种切削方法中是单个切削刃参与切削，切削过程更加平稳，排屑效果好，加工表面质量也较高。

图1 梯形螺纹分层切削法进刀方式

2 梯形螺纹加工切削实例

图2 梯形螺纹切削实例零件图

2.1 梯形螺纹基本尺寸的确定

螺距P=5 mm

公称直径d=26 mm

中径 d2=d － 0.5p=23.5 mm

牙顶间隙ac=0.25mm(当螺距为1～5mm时)

牙高 h3=0.5p+ac=2.75 mm

小径d3=d － 2h3=20.5mm

牙顶宽 f=0.366p=1.83 mm

牙槽底宽w=0.366p － 0.536ac=1.696 mm

2.2 梯形螺纹车刀

一般选用高速钢车刀，为提高梯形螺纹的加工质量，车削时应采用粗车和精车两部分，这里着重介绍粗车部分。

图3 梯形螺纹粗车刀

梯形螺纹粗车刀如图3所示，其刀具角度可按下列原则选择:

(1)车刀左右刀刃之间的夹角要小于牙型角;

(2)为便于左右切削，并留有精加工余量，刀头宽度应小于牙型槽底宽W;

(3)切削钢件时，应磨有10°～15°的径向前角;

(4)径向后角应为6°～ 8°;

(5)Tr26x5－7e梯形螺纹的螺纹升角(Ψ)为4°;

(6)切削梯形螺纹的刀具进给方向的后角应为(3°～5°)+Ψ，背着进给方向的后角应为(3°～5°)－Ψ，所以车刀的左侧后角为9°，右侧后角为1°。

2.3 确定加工方法和工艺

由于在螺纹的切削过程中需要分层多次进刀，所以这里采用调子程序的方法进行左、中、右分层切削法，该种方法刀头宽度一般小于槽底宽度。刀具在一个固定位置加工一刀螺纹，再分别向左、向右偏移加工螺纹，考虑到螺纹的公差要求，要预先留下精加工余量，粗车加工的部分如图4所示。而且还考虑将粗加工余量分两次调用子程序，根据总的切深2.75 mm，选取前1.75mm深度，每次进刀0.25mm，后1 mm深度，每次进刀0.2mm。共分12层切削完成［5］。