淺析用宏程序在數(shù)控車床上加工梯形螺紋

田春娥

摘要：在數(shù)控車床上加工梯形螺紋是一個全新的課題，數(shù)控車加工梯形螺紋方法多樣，選擇合理的加工參數(shù)和方法，提高生產(chǎn)效率的同時也節(jié)省了刀具損耗。本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 一套可以在數(shù)控車床上加工出合格梯形螺紋的方法并結(jié)合實際生產(chǎn)驗證了其可行性。

關鍵詞：梯形螺紋 加工方法 宏程序

近年來數(shù)控大賽受到各方面的重視，其大賽的內(nèi)容也在逐步豐富，加工梯形螺紋課題是普通車床的生產(chǎn)實習過程中最基本的實習課題，現(xiàn)也成為數(shù)控大賽中的一項重要內(nèi)容。如何在數(shù)控車床上高效、高質(zhì)量地加工出合格梯形螺紋成為許多指導教師亟待解決的難題。其實，只要工藝分析合理，使用的加工指令得當，完全可以在數(shù)控車床上加工出合格的梯形螺紋。

一、梯形螺紋加工方法的分析

下面以加工梯形螺紋Tr36×6為例，介紹如何在FANUC Series 0iMate-TC系統(tǒng)的數(shù)控車床上車削梯形螺紋。工件如圖所示。

1.切直槽法

此方法粗車時先用矩形螺紋車刀采用直進法車出螺旋直槽，然后用梯形螺紋精車刀車兩側(cè)。此方法在切螺旋直槽時，所用的刀具類似于切槽刀，車螺紋時，螺紋車刀刀尖及兩側(cè)刀刃都參加切削，這種方法雖可以獲得比較正確的齒形，操作也很簡單，但由于刀具三個切削刃同時參加切削，振動比較大，牙側(cè)容易拉出毛刺，不易得到較好的表面品質(zhì)。而且，由于在螺紋加工中螺紋升角的存在，螺紋旋向一側(cè)的刃磨后角應等于工作后角加上螺紋升角（Ψ）。即α=（3°～5°）+Ψ這樣一來，刀頭強度就更差了，在加工中極易出現(xiàn)扎刀現(xiàn)象，導致刀頭折短、工件彎曲變形甚至報廢。

2.左右切削法

此方法在橫向進刀時，同時進行左右少量進刀（又稱趕刀），以避免三個切削刃同時參與切削。在實際操作過程中，要根據(jù)實際經(jīng)驗，一邊控制左右進給量，一邊觀察切屑情況，既有橫向進刀又有縱向趕刀，車刀對牙側(cè)必須重復切削，切削面積較大，因而，加工中切削力較大、切削熱高、排屑困難。加工時對縱向趕刀量不好控制，趕刀量太大，切削面積更大，會因切削力過大而扎刀；趕刀量太小，容易造成三面切削，此時切削面積最大，而且排屑困難，更加容易扎刀。此方法對操作者的素質(zhì)有較高的要求。

3.層切削法

分層切削法是將加工余量均勻的分為若干層，加工完第一刀后，向左或向右趕刀，先將第一層的余量全部去除后，再用相同方法去除第二層余量，如此由外至內(nèi)逐層去除余量。轉(zhuǎn)化成若干個較淺的梯形槽來進行切削，可以降低車削難度。每一層的切削都采用左右交替車削的方法，背吃刀量很小，刀具只需沿左右牙型線切削，梯形螺紋車刀始終只有一個側(cè)刃參加切削（如圖），從而使排屑比較順利，刀尖的受力和受熱情況有所改善，因此能加工出較高質(zhì)量的梯形螺紋，且容易掌握，程序簡短，容易操作。

在多年的數(shù)車工實習教學中，通過不斷的摸索、總結(jié)、完善，對于梯形螺紋的車削也有了一定的認知，筆者認為利用宏程序進行分層切削，可以很好地解決出現(xiàn)的問題。

二、分層加工法的加工原理

從進刀方法看，分層切削法在整個切削過程中，除每一層的第一刀是三面切削外，其余各刀都避免了三面切削。也就是說，每一層的第一刀的切削力是最大的，而且每一層的切削深度是相同的，那么，只要第一層的第一刀不扎刀，后面的加工就不可能再扎刀了。由此可見，此方法能最大限度地避免三面切削，減小刀具的切削面積從而減小切削力。在加工時只需根據(jù)機床、工件和刀具的剛性，合理選擇切削參數(shù)，就可以完全避免扎刀現(xiàn)象的發(fā)生了。

三、分層加工法的關鍵技術(shù)

分層切削法加工中，當上一層切削完進入下一層第一刀切削時，如果采用直進法，刀具對上層切出的牙側(cè)會重復切削，切削面積增大，切削力增加，容易造成扎刀；同時螺紋中徑減小，會造成工件報廢。因此，在進層切削時刀具必須在軸向有一定的讓刀量；同理，每層切削的最后一刀也需要讓刀。這也是分層切削法的關鍵所在。

從第一層進刀至第二層時，刀尖需從A點進至B點，軸向讓刀量Z=每層切削深度×tan（牙型半角）。加工梯形螺紋時，牙型角α=30°，若每層切削深度ap=0.5mm，則：Z=0.5×tan15°=0.134mm

四、分層加工法的加工程序

以Fanuc 0i mateTC系統(tǒng)為例，圖1所示梯形螺紋的加工程序如下：

O0001；

T0101M03 S300；

G00 X38 Z5；

M08；

#101=36；

#102=0；