梯形螺紋數(shù)控加工分析

莊 燕

(九州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇徐州 221116)

梯形螺紋數(shù)控加工分析

莊 燕

(九州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇徐州 221116)

在數(shù)控車床上加工螺紋主要分為單行程螺紋切削、簡(jiǎn)單螺紋循環(huán)、螺紋復(fù)合切削循環(huán)。本文對(duì)數(shù)控車床螺紋加工指令G32，G92,G76切削方法進(jìn)行了比較；在螺紋加工中梯形螺紋加工難度較大，對(duì)梯形螺紋的數(shù)控加工進(jìn)行了分析為梯形螺紋加工進(jìn)一步研究提供理論基礎(chǔ)。

螺紋加工指令；梯形螺紋；加工工藝

在數(shù)控車床上加工螺紋由各指令完成，如能合理選用指令中各個(gè)參數(shù)值，可達(dá)到螺紋的加工精度要求，加工出合格的梯形螺紋。

一、數(shù)控車床螺紋加工指令介紹

數(shù)控車床螺紋加工指令主要有G32、G92、G76三種。

1.單行程螺紋切削(G32) 。G32指令為單行程螺紋切削，車刀進(jìn)給運(yùn)動(dòng)嚴(yán)格按指定的螺紋導(dǎo)程進(jìn)行。 “切入—切螺紋—讓刀—返回始點(diǎn)”每一動(dòng)作每一條指令，加工螺紋程序冗長(zhǎng)。

指令格式： G32 X(U)—Z(W)—F—

X、Z為螺紋終點(diǎn)的坐標(biāo)值；U、W為螺紋終點(diǎn)坐標(biāo)相對(duì)于螺紋起點(diǎn)的增量坐標(biāo)，F(xiàn)螺紋導(dǎo)程；螺紋切削應(yīng)注意在兩端設(shè)置足夠的升速進(jìn)刀段和降速退刀段。

2.螺紋切削循環(huán)(G92)。螺紋切削循環(huán)G92為簡(jiǎn)單螺紋循環(huán)，該指令可切削錐螺紋和圓柱螺紋，從始點(diǎn)出發(fā)“切入—切螺紋—讓刀—返回始點(diǎn)”的4個(gè)動(dòng)作作為一個(gè)循環(huán)用一個(gè)程序段指令即可，同一螺紋用G92指令編程較G32指令程序段要短，可提高編程效率。

指令格式： G92 X (U)—Z(W)—I—

X、Z為螺紋終點(diǎn)的坐標(biāo)值；U、W為螺紋終點(diǎn)坐標(biāo)相對(duì)于螺紋起點(diǎn)的增量坐標(biāo)；I為錐的半徑差，當(dāng)I(螺紋部分半徑之差)后邊的值為0時(shí)，為圓柱螺紋。G92程序段的前一程序段即為循環(huán)起點(diǎn)，選擇原則較加工螺紋的大徑稍大些，大1-2mm即可。

3.螺紋切削復(fù)合循環(huán)G76。G76指令用于多次自動(dòng)循環(huán)車削螺紋，完成復(fù)合螺紋切削循環(huán)加工程序。

指令格式為：

G76 P(m)(r)(α) Q (△d min) R (d)

G76 X (U) Z(W) R (i) P(k) Q(△d) F (f)

螺紋切削方式如圖：

圖1 復(fù)合螺紋切削循環(huán)與進(jìn)刀法

G76指令為斜進(jìn)式切削方式，刀刃與工件之間很容易產(chǎn)生摩擦。

二、螺紋的切削方法

數(shù)控車床加工螺紋有三種不同的進(jìn)刀方法：直進(jìn)法(G92)、斜進(jìn)法(G76)、交替式進(jìn)刀法(左右切削方法)。

直進(jìn)法(G92)：刀片以直角進(jìn)給到工件中，并且形成的切屑比較生硬，在切削刃的兩側(cè)形成V形。

斜進(jìn)法(G76)：在進(jìn)給方向上須保證切削刃所在后刀面的后角。

左右切削方法：：先以幾次增量對(duì)螺紋牙型的一側(cè)進(jìn)行切削，然后提升刀具，隨之以幾次增量對(duì)螺紋牙型的另一側(cè)進(jìn)行切削，依次推進(jìn)直到切削完整個(gè)牙型為止。

三、梯形螺紋數(shù)控加工工藝分析

1.加工方法比較。G92直進(jìn)式切削方法加工梯形螺紋，加工時(shí)由于螺紋槽深而且雙面刀刃切削，所有切削力大，排屑困難，容易產(chǎn)生扎刀，造成事故，零件的表面粗糙度也難以控制。所以只能用于要求不高，螺距小的梯形螺紋加工。

G76斜進(jìn)式切削方法加工梯形螺紋，原理是刀尖和單邊15°斜度切削入，右邊牙側(cè)面和車刀有間隙，其切削力比直進(jìn)法切削的切削力小，但它間隙很小容易使排屑困難，產(chǎn)生扎刀，表面粗糙度較難控制。一般用于精度和表面粗糙度要求不高的中小螺距梯形螺紋加工。

使用子程序編程左右切削法加工梯形螺紋，使用左右輪流切削的方式，使用左右輪流切削的方式，在正常工作的時(shí)候只有刀尖和單刀刃切削，不加工的刀刃和牙側(cè)面間隙較大、切削的力小,容易排屑,不容易產(chǎn)生扎刀,工作時(shí)較安全;粗車削、精車削分的很細(xì),精度和表面粗糙度很容易控制,可以解決連續(xù)G92切割方法和G76斜進(jìn)式切削方法的殘屑清除困難，同時(shí)對(duì)處理產(chǎn)生扎刀、控制表面粗糙度較難和精度低等缺點(diǎn)的問題時(shí)也比較理想。左右切削方法一般用于精度和表面粗糙度要求高的梯形螺紋加工。

2.左右切削方法刀具進(jìn)給路線分析。編程與加工技巧分析：(1)刃磨刀時(shí)注意保證車刀的刀尖角和牙型角一致，而且刀尖寬度必須小于槽底寬。(2)盡量使車削過程牙槽間隙足夠大，保證車刀單刃切削，排屑順利。如螺距為5mm的梯形螺紋槽底寬為1.7mm，刃磨刀尖為1.2～1.4mm為宜。刀尖過大會(huì)使刀尖與牙側(cè)的間隙過小，不易排屑，容易扎刀；刀尖過小會(huì)使刀尖剛性變差，容易引起振動(dòng)造成加工表面粗糙度較差，精度難以控制。(3)注意車刀在車螺紋之前定位，刀尖到牙頂?shù)木嚯x要大于牙高h(yuǎn)，小于牙高h(yuǎn)會(huì)造成刀尖在螺紋加工后階段與螺紋牙頂之間摩擦，產(chǎn)生廢品。(4)編制和調(diào)用子程序，可采用一重子程序，也可調(diào)用多重子程序。

圖2 梯形螺紋加工件

四、編程實(shí)例

如圖所示零件的梯形螺紋，工件外圓、端面、螺紋退刀槽已經(jīng)加工，毛坯Ф40mm，材料為45鋼，編制梯形螺紋加工程序。

1.螺紋基本尺寸計(jì)算：

螺距P=6mm 牙底間隙ac=0.5mm

螺紋大經(jīng)的基本尺寸與公稱直徑相同(d=D=36mm)

螺紋中經(jīng)d2=d-0.5P=36-0.5×6=33mm

螺紋牙型高h(yuǎn)1=0.5P+ac=0.5×6+0.5=3.5mm

螺紋小徑d1=d-h1=36-2×3.5=29mm

牙底寬W=0.366P-0.536ac=1.928mm

2.子程序編程：

主程序

TG659

A

1000-9795(2014)012-000197-02

莊 燕(1981-)，女，漢，江蘇徐州人，本科，講師，研究方向：數(shù)控加工。