数控车床上的梯形螺纹车削

成长城

摘 要：本文对梯形螺纹的基本要素进行了描述，阐述了在数控车床上加工不同螺距梯形螺纹的具体方法及优缺点，特别重点讲述了利用宏程序功能车削大螺距或尺寸精度及表面质量要求较高的梯形螺纹的编程方法及质量控制的基本方法及原理。

关键词：梯形螺纹;宏程序;左右借刀法;质量控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.027

在数控车床上车削梯形螺纹是生产中常见的一种加工方式，它具有加工效率高，生产质量好等特点，下面就数控车床上车削梯形螺纹的方式方法进行说明，以供参考。

1 梯形螺纹的主要技术参数

根据国标规定，梯形螺纹代号由种类代号Tr和螺纹“公称直径×导程”表示。左旋螺纹需在其标记的末尾处加注“LH”，右旋则不用标注。

梯形螺纹各部分名称、代号及其几何计算公式及基本尺寸的确定如下表所示：

2 用G76指令车削梯形螺纹

在车削螺距小于3mm或精度要求不高的梯形螺纹时，可采用直进法进行车削，即每一刀都在X向进给，直至牙底处，如同使用G32、G92等指令车削普通三角螺纹一样，这里不做介绍。此方法加工梯形螺纹时，螺纹车刀的三个切削刃都要参与切削，导致加工排屑艰苦，切削力和切削热增长，刀头磨损严重，容易产生“扎刀”和“崩刃”现象。

在车削相对螺距较大梯形螺纹时，可以采用斜进法进行车削，即螺纹车刀沿牙型一侧平行的方向斜向进刀，直至牙底处，用此方法加工梯形螺纹时，车刀始终只有一个侧刃及一个主切刃参与切削，另一个侧刃不参与切削，从而使排屑较顺利，刀尖的受热和受力情形有所改良，不易产生“扎刀”等现象。在普通车床上实现这样的切削有较大的难度，但在数控车床，螺纹切削固定循环指令G76可轻松实现这样的功能。

以加工Tr36*6-6e梯形螺纹为例，有效长度36mm，具体编程如下：

O0001;

M03 S400 T0202;

G00 X37.0 Z12.0;

G76 P020530 Q50 R0.08;  （设定精加工两次，精加工余量为0.08mm，倒角量等于0.5倍螺距，牙型角为30°，最小切深为0.05mm）

G76 X28.75 Z-40.0 P3500 Q600 F6.0;（设定螺纹牙型高为3.5mm，第1刀切深为0.6mm）

G00 X150.0;

M30;

3 宏程序在梯形螺纹车削中的应用

在车削大螺距或精度要求比较高的梯形螺纹时，用上述两种方式很难实现，这时最好是能够采用分层左右借刀切削的方式，甚至可以粗、精加工分开来进行车削，既可以提高工作效率，又可以提高刀具的使用寿命和工件的尺寸精度。

以梯形螺纹为例，采用分层左右借刀切削的方式，设定每层切削深度为0.5mm，根据表1可知牙高为3.5mm，梯形螺纹理论牙槽底宽为：W=0.366P-0.536ac=0.366*6-0.536*0.5=1.928mm。

设定我们采用的梯形螺纹车刀的刀头宽的值为m，分层车削如图1所示，理论上每一层切削时的左右借刀量为变量#2与#3的值的和。

为实现分层的循环，我们运用了宏程序的功能，具体加工程序如下：

O0002

……

N10 M03 S500 T0202

N20#1=0  设变量#1为初始切削深度

N30 #1=#1+0.5  每次循环切削深度增加0.5mm

N40 #2=（3.5-#1）*tan（15）

N50 #3=（1.928-m）/2

N60 G00 X37  Z8  将刀具快速移动至螺纹切削起点

N70 G92 X[40-#1] Z-55 F6 车削梯形螺纹（中间一刀）

N80 G00 X37  Z[8+[#2+#3]]   將刀具起刀点向左移一个偏移量

N90 G92 X[40-#1] Z-55 F6车削梯形螺纹（左边一刀）

N100 G00 X41 Z[8-[#2+#3]]  将刀具起刀点向右移一个偏移量

N110 G92 X[40-#1] Z-55 F6  车削梯形螺纹（右边一刀）

N120 IF[#1 LT 3.5] GOTO30判断是否达到理论切削深度，如不到，返回

N130 G00 X100 Z100  车削结束，将刀移至安全位置

……

上述编程只是在理想状态下，如果在生产过程中根据工艺需要粗、精车分开车削以保证产品的质量（特别是螺纹中径公差的正确性），则可以将第50行程序改为“N50 #3=（1.928-m）/2-n”，此处的n就是梯形螺纹两侧的余量，这个值根据需要是自行拟定的，则上述程序就是一例很好的粗加工程序。精加工程序根据加工方式及质量需求只需接下去重新编程，在调整n的情况下重复最后一层三刀切削的程序即可。具体的操作方式可在实践中体会并掌握。

参考文献：

[1]沈建峰，虞俊.数控车工（高级）[M].北京：机械工业出版社，2013.