简述运用宏程序高速加工大螺距梯形螺纹的应用

黄广和

一、引言

"梯形螺纹"是螺纹的一种，它的特点是牙型为等腰梯形，牙型角为30°，工艺性好，牙根强度高，对中性好，它比其他的螺纹更耐磨，被广泛应用于各种传动和大尺寸机件的紧固，如飞机螺旋桨、液压机立柱等。如何在数控车床上高效、高质量地加工出合格梯形螺纹成为急待解决的难题。其实，只要工艺分析合理，使用的加工指令得当，完全可以在数控车床上加工出合格的梯形螺纹。

二、梯形螺纹加工与编程

1.工艺分析

梯形螺纹加工不同与常见的60°三角螺纹加工，常见的三角螺纹加工常采用直进法，利用螺纹加工G指令就能加工合格螺纹，而大螺距梯形螺纹的特点是螺距导程大，螺纹深度深，如果采用直进法加工梯形螺纹，那么刀具在三面同时受力的情况下就会容易产生“扎刀”等现象，因此，我们的加工方案是在X轴深度方向采用分层，在Z轴同层方向采用错位的加工方法加工。

在车削大螺距的梯形螺纹时，“深度分层、同层错位法”不是一次性就把梯形螺纹槽切削出来，而是把牙槽分成若干层，每层又分为若干刀次。这样就把大螺距梯形螺纹转化成若干个较浅的梯形螺纹来进行切削，背吃刀量很小，较大地降低车削难度（如图2）。从而使排屑比较顺利，刀尖的受力和受热情况有所改善，因此能加工出较高质量的梯形螺纹。

2.数学处理

根据图4所示，根据制图有关规定查知右旋梯形螺纹，计算各部尺寸为：大经D（#1）=80mm，螺距P（#2）=10mm，牙顶间隙系数a=0.5mm，牙高h（#10）=0.5P+a=5.5mm，小经d=D-2h=79mm，中经最大值d1=75mm，中经最小值d1=73.91mm，牙槽底最小宽度#21=0.366P-0.536a=2.392，牙槽顶最大宽度#6=P-0.366P=6.34。

3.宏程序编程

宏程序编程也叫尺寸参数化驱动编制，它通过对零件中的尺寸赋予一个变量，则数控系统将对其余参数进行计算，并对下一次走刀定位与方向进行判断，从而完成大螺距的螺纹加工。

4.注意与说明

①工件原点设置在右端面轴线中心上。

②刀具能切削的深度要大于螺纹的牙高#10，刀具刀尖的宽度#4要小于螺纹槽底的宽度#21。

③加工完毕进行在线测量，并修改宏变量保证工作在公差范围内。

④如加工不同尺寸的梯形螺纹，只需要将#1螺纹大經，#2螺纹螺距，#21螺纹深度修改即可。

三、结论

在实际的加工操作中，只要能熟练运用宏程序编程，能更有效、更精确的加工出合格的螺纹。特别是对于大螺距的螺纹加工或非标准螺纹加工，没有标准统一的螺纹刀具，运用宏程序编程将更能突现出它的优点。