应用数控车床加工变导程螺纹方法

陈珠海

摘要：在机械行业中，螺纹的运用是常见的，加工大螺距螺杆是一个复杂的问题，尤其是变螺距螺杆的加工则难度更大。本文就介绍在数控车床上加工的方法与技巧。

关键词：变导程螺纹；数控车床

前言

变螺距螺杆在生产中应用较多，如在塑料、造纸等行业使用的挤出设备中，变螺距螺杆是关键零部件，它挤出性能优良，可以实现物料送进速度的调整及物料送进位置的改变。本文介绍变导螺纹在数控车床上应用子程序加工方法。

一、 变导程螺纹加工

变导程螺纹的每一个导程都是变化的，或递增，或递减，按照螺纹的外形可分为槽等宽牙变螺纹和牙等宽槽变螺纹两种，分别如下图所示。

（一） 变导程螺纹加工数控指令

在广州数控980TD系统中，有变导程螺纹切削功能。

格式：G34X—Z—F—R—；

其中：X、Z：螺纹切削终点的绝对坐标值。

F：第一个导程。

R：主轴每转螺距的增量值或减量值。

（二） 变导程螺纹刀具分析

a）刀具材料选择

由于此变导程螺纹为矩形螺纹，槽宽及深度都较大，在加工时切削刃接触长度长，受力大，车刀故为高速钢W18Cr4V2。

b）刀具角度选择

刀具外形为矩形，粗车刀刀头宽度为4.6 mm，精车刀刀头宽度为5 mm。

粗车刀具前角选择10°左右，左侧后角为（3°～5°）+Ψ最大，右侧后角为（3°～5°）-Ψ最大。精车刀具前角选择0°，后角与粗车刀具相同。其中，Ψ最大为螺纹最大导程顶径处的螺旋升角。中槽等宽牙变导程螺纹刀的螺旋升角计算：tanΨ最大=7.64°

C）刃磨刀具

粗车刀刀宽为4.5 mm左右，在前刀面上主切削刃及两副切削刃上开切削槽，保证前角10°左右，保证后角6°～8°，左侧副后角12°左右，右侧副后角-3°左右。精车刀刀宽严格保证5 mm，前角为0°，后角与粗车刀同。

（三） 加工槽等宽牙变导程螺纹

考虑零件在加工过程中装夹的稳定性及保证加工精度，采用“一夹一顶”的装夹方式，加工右端Φ20、Φ28两外圆柱及变导程螺纹部分。在加工螺纹以前，

刀具定位的位置必须指定在距螺纹右端面一个基本导程距离的地方，以保证车削零件时螺纹第一道牙的导程为5mm。在此处，变螺纹第一道螺纹导程为7mm，故基本导程等于此值减去螺纹增量2mm，为5mm，所以螺纹的定位应该在距螺纹右端面5mm位置处。

程序节选如下：

O1；M3S100；T0101；G00 X50 Z-17； M98 P501001；O1001； G00 U-12.1 ； G34 U0 Z-92 F3R2 ； G00 U12；Z-14 ；M99；

（四） 加工牙等宽槽变导程螺纹

加工牙等宽槽变螺纹比槽等寬牙变螺纹要复杂得多，要车成变槽宽，只能是在变导程车削的过程中使刀具宽度均匀变大才能实现，不过这是不可能实现的。实践证明，可通过改变导程F和相应的起刀点来赶刀，逐渐完成车削。

粗加工程序如下：

O2002；G00 X200Z10；T0101 M08；M03 S100 ；G00 X50Z-12；M98 P501001；G00 X50 Z-13 ；M98 P602002；G00 X50 Z-14 ；M98 P502002 ；G00 X200 Z10 ； M05 ； M30 ； O3003； G00 U-12.1 ； G34 U0 Z-74 F9 R2； G00 U12 ； Z-12 ； M99； O3002； G00 U-12.1； G34 U0 Z-74 F8 R2 ； G00 U12； Z-13；M99 ； O4004； G00 U-12.1； G34 U0 Z-74 F7 R2； G00 U12；Z-14；M99；

注：精车时只需更换精加工刀具，程序同粗车程序。

（五） 加工变导程螺纹注意事项

a）根据不同的要求合理选择刀具宽度，精车刀应与最小导程的槽等宽；

b）据不同情况正确设定变螺纹F初始值和起刀点的位置，即基本导程值；

c）加工过程如发现牙宽与理论尺寸不符，可通过更改定位坐标值及基本导程值来赶刀实现，具体赶刀数值及操作根据实际情况而定。

结束语

在实践加工中，应用数控车床进行加工变导程螺纹，不仅可以提高零件的加工精度，而且与使用普通车床相比，辅助加工时间也大大缩短，减轻劳动强度，保证工件质量，充分发挥了子程序的功能，以简单的数控加工指令进行编程加工，大大简化了加工程序，实现了复杂特种螺纹的加工。

参考文献：

[1] 广州数控980TD数控系统使用说明书[Z].

[2] 沈建峰.数控车编程与操作实训[M].国防工业版社，2005，08.

[3] 陈子银.数控车工技能实战演练[M].国防工业版社，2007，01.