數控車床上完美搞定梯形螺紋加工

本（běn）文通過對梯形螺紋加工的工藝分析和加工方法的研討，探索出一（yī）套可以在數（shù）控車（chē）床上加工出合格梯形（xíng）螺紋的方法。

在普通車床的生產實習過程中，加工梯形螺紋課題是最基本（běn）的實（shí）習課題，但在數控車床實習過程（chéng）中，常常由於加工工藝方麵的（de）原因（yīn），卻很少（shǎo）進（jìn）行梯形螺紋的（de）加工練習，甚至有人提出在數控車床上不能（néng）加工梯形螺紋，顯然（rán）這種提法是錯誤的。其實，隻要工藝分析合理，使用的加工指（zhǐ）令得當，完（wán）全可以在數控車床上加工出合格的梯形（xíng）螺紋。

一（yī）、梯形螺紋加工的工藝分（fèn）析

1.梯形螺紋的尺寸計算

梯形螺紋的代號 梯形螺紋的代號用字母“Tr”及公稱直徑×螺距表示，單位均為mm。左旋螺紋需在尺寸規格之後加注“LH”，右旋則不用標注。例如Tr36×6,Tr44×8LH等。

國標規定，公製梯形螺（luó）紋的牙型角為30°。

2.梯形螺紋在數控車床上（shàng）的加工（gōng）方法

直進法螺紋車刀（dāo）X向間歇進給（gěi）至牙深處（如圖2a）。采用此種方法加工梯形螺紋時，螺紋車刀的三麵都參加切削，導（dǎo）致加（jiā）工（gōng）排屑困難，切削力和切削（xuē）熱增加（jiā），刀尖磨損嚴重。當進刀量過大時，還可能（néng）產生“紮刀（dāo）”和“爆刀（dāo）”現象。這（zhè）種方法（fǎ）數控（kòng）車床可采用指令G92來實現，但是很顯然，這種方（fāng）法是不可取的。【金屬加工微信（xìn），內容不錯，值得（dé）關注】

斜進法螺紋車刀沿（yán）牙型角方向斜向間歇進給至牙深處（如圖2b）。采用此種方（fāng）法加工梯形螺紋時，螺紋車刀始（shǐ）終隻有一個側刃參加（jiā）切削，從而（ér）使排屑（xiè）比較順利，刀尖的受力和受熱情況有所改善，在車（chē）削（xuē）中不易引起“紮刀”現象。該方法在數控車床上可（kě）采用G76指令來實現。交（jiāo）錯切削法螺紋車（chē）刀沿牙型角方向交（jiāo）錯間隙進給至牙深（如圖2c）。該方法類同於斜進法（fǎ），也可在數控車床上采用G76指令（lìng）來實現。

切槽刀（dāo）粗切槽法（fǎ）該方法先（xiān）用切槽（cáo）刀粗切出螺（luó）紋槽（（如圖2d），再用梯形螺紋車刀加工（gōng）螺（luó）紋兩側麵。這種方法的編程與加工在數控（kòng）車床上較難實現。

3.梯形螺紋（wén）測量

梯形螺紋的測量分綜合（hé）測量、三針測量（liàng）、和單針測量三種。綜合測量用螺紋規測量，中徑的三針（zhēn）測量與單針測量如圖3所示，計算如下：

M=d2+4.864dD-1.866P （dD表示（shì）測量（liàng）用量針的直徑，P表示螺距。）

A=（M+d0）/2（此處d0表示工件實（shí）際測量外徑）

二、梯形螺紋編程實例

計算梯形螺紋尺寸並查表確定其公差

大徑d=360–0.375；

中徑d2=d-0.5P=36-3=33,查表確定其公差，故d2=33–0.118 –0.453

牙高h3=0.5P+ ac=3.5；

小（xiǎo）徑d3=d-2 h3=29,查表確（què）定其公差，故d3=290–0.537；

牙頂寬f=0.366P=2.196

牙底（dǐ）寬W=0.366P-0.536ac=2.196-0.268=1.928

用3.1mm的測（cè）量棒測量中徑（jìng），則其測量尺寸M=d2+4.864dD-1.866P=32.88,根據（jù）中徑公差確定（dìng）其公差，則M=32.88–0.118 –0.453

2.編寫數控程序

O0308；

G98 ;

T0202；

M03 S400；

G00 X37.0 Z3.0；

G76 P020530 Q50 R0.08；（設（shè）定精加工兩次（cì），精加工餘量為0.16mm，倒角量（liàng）等於（yú）0.5倍螺距，牙型角為30°，最小切深為0.05mm。）

G76 X28.75 Z-40.0 P3500 Q600 F6.0；（設定螺紋（wén）高為3.5mm，第一刀切深為0.6mm。）

G00X150.0

M05;

M30

以上程序在螺紋切削過程中采用沿牙型角方向斜向進刀的方式（shì），如圖2b所示。在（zài）FANUC-0i係統中，有時（shí）還可采用如圖2c所示交錯螺紋切削（xuē）方式，G76編程如下所示：

G76 X28.75 Z-40.0 K3500 D600 F6.0 A30.0 P2；

K：螺紋牙型高度。

D：第一次進給的背吃刀量。

A：牙型角度。

P2：采用交錯螺紋切削

3.計算（suàn）Z向刀具偏置值（zhí）

在梯形螺紋的實際加工中，由於（yú）刀尖寬度並不（bú）等於槽底寬，因此通過一次G76循環（huán）切削無法正確控製螺紋中徑等各項尺寸。為（wéi）此可（kě）采用刀具Z向偏置後再次進行G76循環加（jiā）工來解決（jué）以上問題，為了提高加工效率（lǜ），最好隻進（jìn）行一次偏置加工，因此必須精確計算Z向的偏置量（liàng），Z向（xiàng）偏置量的計算方法如（rú）圖5所示，計算如下：

設M實測- M理論=2AO1=δ，則AO1=δ/2

AO2=AO1×tan（∠AO1O2）=tan15°×δ/2

Z向偏置量EF=2AO2=δ×tan15°=0.268δ

實際加工時，在（zài）一次循環結束後，用三針測量實測M值，計算出刀具Z向偏置量，然（rán）後在（zài）刀長補償（cháng）或磨耗存貯器中（zhōng）設置（zhì）Z向刀偏量，再次用G76循環加工（gōng）就能（néng）一（yī）次性精確控製中徑等（děng）螺紋參數值。

三、結論

通過（guò）以上的實例分析我們可以得出結論，要想在數控（kòng）機床上（shàng）方便地加工出梯形（xíng）螺紋，關（guān）鍵是做好如下幾點：

1.合理選擇梯形螺紋的加工指令，通常選（xuǎn）G76指令。

2.準（zhǔn）確設定G76指令（lìng）的參數值，這些（xiē）值通常通過對梯形螺紋的分析計（jì）算獲得。

3.根據初（chū）步測量（liàng）得出的中徑（jìng）值，精（jīng）確（què）計算（suàn）出Z向刀具偏置值，從而準（zhǔn）確控製梯形螺紋的中徑值。

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