数控车床上完美搞定梯形螺纹加工

　　在普通车床的生产实习过程中，加工梯形螺纹课题是最基本的实习课题，但在数控车床实习过程中，常常由于加工工艺方面的原因，却很少进行梯形螺纹的加工练习，甚至有人提出在数控车床上不能加工梯形螺纹，显然这种提法是错误的。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。

一、梯形螺纹加工的工艺分析

1.梯形螺纹的尺寸计算

　　梯形螺纹的代号 梯形螺纹的代号用字母“Tr”及公称直径×螺距表示，单位均为mm。左旋螺纹需在尺寸规格之后加注“LH”，右旋则不用标注。例如Tr36×6,Tr44×8LH等。

　　国标规定，公制梯形螺纹的牙型角为30°。

2.梯形螺纹在数控车床上的加工方法

　　直进法螺纹车刀X向间歇进给至牙深处。采用此种方法加工梯形螺纹时，螺纹车刀的三面都参加切削，导致加工排屑困难，切削力和切削热增加，刀尖磨损严重。当进刀量过大时，还可能产生“扎刀”和“爆刀”现象。这种方法数控车床可采用指令G92来实现，但是很显然，这种方法是不可取的。

　　斜进法螺纹车刀沿牙型角方向斜向间歇进给至牙深处。采用此种方法加工梯形螺纹时，螺纹车刀始终只有一个侧刃参加切削，从而使排屑比较顺利，刀尖的受力和受热情况有所改善，在车削中不易引起“扎刀”现象。该方法在数控车床上可采用G76指令来实现。交错切削法螺纹车刀沿牙型角方向交错间隙进给至牙深。该方法类同于斜进法，也可在数控车床上采用G76指令来实现。

　　切槽刀粗切槽法该方法先用切槽刀粗切出螺纹槽，再用梯形螺纹车刀加工螺纹两侧面。这种方法的编程与加工在数控车床上较难实现。

3.梯形螺纹测量

　　梯形螺纹的测量分综合测量、三针测量、和单针测量三种。综合测量用螺纹规测量，计算如下：

　　M=d2+4.864dD-1.866P （dD表示测量用量针的直径，P表示螺距。）

　　A=（M+d0）/2（此处d0表示工件实际测量外径）

　　二、梯形螺纹编程实例

　　例：试用G76指令编写加工程序。

计算梯形螺纹尺寸并查表确定其公差

大径d=360–0.375；

中径d2=d-0.5P=36-3=33,查表确定其公差，故d2=33–0.118 –0.453

　　牙高h3=0.5P+ ac=3.5；

　　小径d3=d-2 h3=29,查表确定其公差，故d3=290–0.537；

　　牙顶宽f=0.366P=2.196

　　牙底宽W=0.366P-0.536ac=2.196-0.268=1.928

　　用3.1mm的测量棒测量中径，则其测量尺寸M=d2+4.864dD-1.866P=32.88,根据中径公差确定其公差，则M=32.88–0.118 –0.453

2.编写数控程序

　　O0308；

　　G98 ;

　　T0202；

　　M03 S400；

　　G00 X37.0 Z3.0；

　　G76 P020530 Q50 R0.08；（设定精加工两次，精加工余量为0.16mm，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；（设定螺纹高为3.5mm，第一刀切深为0.6mm。）

　　G00X150.0

　　M05;

　　M30

　　以上程序在螺纹切削过程中采用沿牙型角方向斜向进刀的方式，在FANUC-0i系统中，有时还可采用交错螺纹切削方式，G76编程如下所示：

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

　　K：螺纹牙型高度。

　　D：第一次进给的背吃刀量。

　　A：牙型角度。

　　P2：采用交错螺纹切削

3.计算Z向刀具偏置值

　　在梯形螺纹的实际加工中，由于刀尖宽度并不等于槽底宽，因此通过一次G76循环切削无法正确控制螺纹中径等各项尺寸。为此可采用刀具Z向偏置后再次进行G76循环加工来解决以上问题，为了提高加工效率，最好只进行一次偏置加工，因此必须精确计算Z向的偏置量，Z向偏置量的计算方法，计算如下：

　　设M实测- M理论=2AO1=δ，则AO1=δ/2

　　四边形O1O2CE为平行四边形，则ΔAO1O2≌ΔBCE，AO2=EB。ΔCEF为等腰三角形，则EF=2EB=2AO2。

　　AO2=AO1×tan（∠AO1O2）=tan15°×δ/2

　　Z向偏置量EF=2AO2=δ×tan15°=0.268δ

　　实际加工时，在一次循环结束后，用三针测量实测M值，计算出刀具Z向偏置量，然后在刀长补偿或磨耗存贮器中设置Z向刀偏量，再次用G76循环加工就能一次性精确控制中径等螺纹参数值。

　　三、结论

　　通过以上的实例分析我们可以得出结论，要想在数控机床上方便地加工出梯形螺纹，关键是做好如下几点：

　　1.合理选择梯形螺纹的加工指令，通常选G76指令。

　　2.准确设定G76指令的参数值，这些值通常通过对梯形螺纹的分析计算获得。

　　3.根据初步测量得出的中径值，精确计算出Z向刀具偏置值，从而准确控制梯形螺纹的中径值。

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