在数控车床上用宏程序加工梯形螺纹

中国北车永济新时速电机电器有限责任公司 （山西 044502） 陈建军

永济电机高级技工学校 （山西 044500） 张丽波

一、梯形螺纹在数控车床上的加工工艺

数控车加工螺纹有三种指令：G32、G92、G76。其中G32、G92的进刀方式为“直进法”（见图1）；G76的进刀方式为“斜进法”（见图2）。

图1 直进法

图2 斜进法

“直进法”加工梯形螺纹时，螺纹车刀的三刃都参加切削，排屑困难，车刀所受的切削力大，散热条件差，因此车刀容易磨损。当进刀量过大时，还可能产生“扎刀”，甚至于折断刀具。很显然，“直进法”是不可取的。

“斜进法”加工梯形螺纹时，螺纹车刀仍然有两个刃参加切削，对于大螺距的T形螺纹车削，也不是理想的加工方法。

为了解决“直进分”和“斜进法”的缺点，就必须改善刀具的切削方式。通过分析，最后选用（见图3）“分层切削法”。“分层切削法”是先把螺纹X向分成若干层，每层Z向再进行若干次粗切削，再进行左、右精车切削。每层刀具只需沿左右牙型线切削，背吃刀量小，从而使排屑比较顺利，刀具的受力和受热情况得到改善，使切削工作平稳，不易扎刀或产生折断。

图3 分层切削法

由于数控车提供的程序代码无法实现“分层切削法”的车削轨迹，必须通过宏程序对“分层切削法”的车削轨迹进行参数化编程，实现梯形螺纹切削加工。

二、梯形螺纹参数化编程分析

1.梯形螺纹基本尺寸

（1）基本牙型（见图4）：对梯形螺纹的基本牙型而言，其尺寸参数有：内螺纹大径D，外螺纹大径（公称直径）d，内、外螺纹中径D2、d2，内、外螺纹小径D1、d1，螺距P；基本牙型高度H1。

（2）设计牙型（见图5）：根据设计牙型，可以列出相关尺寸的计算公式（见附表）。

图4 基本牙型

图5 设计牙型

相关尺寸计算表

2.梯形螺纹宏程序编制

以梯形螺纹Tr36×6为例来进行宏程序编程。

（1）宏程序编程的流程如图6所示。

（2）梯形螺纹Tr36×6的参数计算根据表1可以计算出梯形螺纹Tr36×6各参数如下，并给出相应变量名。螺纹大径：#1=36；螺距：#2=6；螺纹中径：#3=#1－#2/2；牙顶间隙：#4=0.5；螺纹小径：#5=#1－#2－2*#4；螺纹刀刀尖宽：#6=1；牙底槽宽：#7=0.366*#2－2*T A N［15］*#4。

如图7所示，以梯形螺纹车刀的中心点（C点）作为刀位点进行Z轴对刀。X轴以螺纹大径外圆对刀。

起刀点Z轴偏移量（CE）的计算公式为

图6

图7

即起刀点Z轴偏移量（螺纹右侧留0.1mm的精加工量）参数变量为

每层Z轴的切削余量(DF)的计算公式为

即每层Z轴的切削余量（螺纹左侧留0.1mm的精加工量）参数变量为

（3）外螺纹Tr36×6程序

三、结语

本文中介绍了数控车床加工梯型螺纹的一种编程方法：主要是利用宏程序实现“分层切削法”，并利用G92螺纹加工循环指令功能来完成的。应用宏指令编程，将“分层切削法”加工梯形螺纹进行模块化，如果需要加工其他尺寸的梯形螺纹时，只需将宏指令中的自变量赋值修改一下即可，而宏程序中的内容不需修改。