大螺距内梯形螺纹的数控分层加工

梁磊

【摘要】本文详细介绍了数控加工大螺距内梯形螺纹的加工工艺方法、刀具各角度参数及刃磨方法；程序加工步骤、注释。

【关键词】大螺距内梯形螺纹，宏程序，分层加工

在机械中常常会遇到内外梯形螺纹配合工件，它们在实际生产中应用的比较广泛。2013年以来中铁山桥集团一直大规模制造出口桥梁（如美国桥、孟加拉桥等），我单位承接一批内梯形螺母。工件尺寸精度高、材料特殊、加工难度大。在我的努力下，终于攻克了在CAK6150数控车床上车削大螺距内梯形螺纹的难题。现在从技术理论、加工方法上作具体介绍。由于大螺距内梯形螺纹切削深度深，导程角较大、切削不易排出等特点，对于加工工艺、机床，车刀要求非常严格。因此，要求对大螺距内梯形螺纹的加工工艺方法，刀具的各个角度，切削用量，加工参数都要求做到准确合理。

数控加工大螺距内梯形螺纹有以下特点：

1数控加工分层时准确，可以保证分层精度。

2加工过程中背吃刀量一致，左右切削进刀时进刀准确，能避免因切削量大产生扎刀现象。

3 工件在一次装夹中完成，在工艺上能保证它的尺寸公差和形状位置公差。

4数控加工切削用量和刀具角度要求更合理，精确。

一 六线蜗杆的主要参数

以加工Tr80×8螺纹为例：

主要参数 （单位：mm）

螺纹大径D=72 螺纹中径 D2=76 螺纹小径D1=80

螺距 P=8 牙顶宽 f=2.9 牙底槽宽 w=2.5 导程角ψ≈10-12°

二刀具刃磨方法和加工工艺正确选择

加工大螺距内梯形螺纹首先刀具要选择合理，通过实践加工螺纹时，导程大线速度快选择高速钢效果不理想，因此要采用硬质合金刀具来进行加工，刀具牌号选择YW2较好，它具有较好的耐磨性、硬度及韧性。刃磨刀具左侧工作后角为13°～15°，右侧工作后角-5°～-7°。前角0°～3°，同时法向前角5°左右，刀具角度一定要严格的按照上述角度进行刃磨，用万能角度尺进行测量。同时切削用量、切削速度选择合理，左右进刀量要均匀，每次最好不要超过0.5mm，刀头宽度一般为2mm左右。

车削过程中赶刀量要根据刀头宽度来进行计算，牙槽底宽w=2.5，因此赶刀量与刀头宽度之和要等于2.5，同时要左右赶刀，不能只一个方向进行赶刀。以避免进给量过大或车削时3面下屑产生扎刀现象。在加工过程中，要采取分层加工的原则，一般来说分两次加工，直至车到尺寸。在加工螺纹时，车刀起刀点位置位置要大于工件的2个螺距，否则会使工件第一个螺旋槽螺距不正确，引起乱扣现象的发生。每层加工的方法：先车削第一层，第2刀第一层向左赶刀，第三刀第一层向右赶刀，第二层同上。

加工过程中随着牙槽深度不断加深，切屑排出情况也越来越困难，一定随时观察要保证浇注充分的切削液，以保证刀具切削刃锋利，排屑顺利。

三数控加工程序

主程序 程序注释

O0001 主程序程序号

M03 S300 T0101； 正转300r/min，第一号刀一号刀补

G0 X70 Z10； 快速点定位至x70，z10点

G65 H01 P#201 Q72000； 定义大径为72，用#201表示

G65 H01 P#202 Q200； 定义进刀量为0.2，用#202表示

G65 H01 P#203 Q77000； 定义蜗杆底径为77，用#203表示

N10 M98 P0002； 车削第1层

Z9.5； Z轴向左赶刀 0.5mm

M98 P0002； 第一层向左赶刀车削

Z10.5； Z轴向右赶刀0.5mm

M98 P0002； 第一层向右赶刀车削

Z10； Z轴定位到Z10点

G65 H03 P#201 Q#201 R#202； 中滑板每次进给0.2mm

G65 H86 P10 Q#201 R#203； 当内螺纹大径小于小径返回到N10程序段，否则向下执行程序

M00 程序暂停

M03 S300 T0101； 正转300r/min，第一号刀一号刀补

G0 X70 Z10； 快速点定位至x70，z10点

G65 H01 P#204 Q77000； 定义大径为77，用#204表示

G65 H01 P#205 Q100； 定义进刀量为0.1，用#205表示

G65 H01 P#206 Q80500； 定义蜗杆底径为80.5，用#206表示

N20 M98 P0003； 车削第2层

Z9.5； Z轴向左赶刀 0.5mm

M98 P0003； 第二层向左赶刀车削

Z10.5； Z轴向右赶刀0.5mm

M98 P0002； 第二层向右赶刀车削

Z10； Z轴定位到Z10点

G65 H03 P#204 Q#204 R#205； 中滑板每次进给0.1mm

G65 H86 P20 Q#204 R#206； 当内螺纹大径小于小径返回到N20程序段，否则向下执行程序

G0 Z100； 车刀快速定位到Z100点

M30 程序结束

子程序（加工第一层）

O0002 子程序程序号

G0 X#201； 车刀快速进刀定位到#201变量（螺纹大径-每次进刀量*进刀次数）

G32 Z-100 F8； 车削螺纹

G0 X70； 车刀退刀

M99； 子程序结束

子程序（加工第二层）

O0003 子程序程序号

G0 X#204； 车刀快速进刀定位到#204变量（螺纹大径-每次进刀量*进刀次数）

G32 Z-100 F8； 车削螺纹

G0 X70； 车刀退刀

M99； 子程序结束

结束语：实践证明，按照以上方法操作，数控加工大螺距内梯形螺纹的难题就迎刃而解了，工件能够保证其尺寸精度和形状位置精度。同时可以加工其他类型的大螺距多线内梯形螺纹。另外，需要说明的是：本文所介绍的加工方法，需要在实际生产中做一些调整，但是相对于普通车床效率可提高5倍，尺寸精度可达到0.05mm以内，废品率为0%，极大的提高了加工效率，降低了生产成本，经济效益也显著增长。