基于宏程序的梯形螺纹数控车削加工应用

王兴东

（天津机电职业技术学院，天津 300350）

1 梯形螺纹的车削工艺分析

梯形螺纹作为传动用螺纹，主要用于传递动力和运动，在机床传动中应用极为广泛。在《数控车国家职业技能标准》中，梯形螺纹的加工技能属于高级技工应掌握的内容，并作为比赛项目中的技能点出现在全国各等级的数控车技能竞赛中。相比普通螺纹的数控加工，在加工大螺距或多头梯形螺纹时，如果按常规螺纹加工编写程序时，容易出现扎刀、螺纹变形、加工困难等现象，导致程序编写难度大。通过总结多年的数控加工及教学生产经验，基于数控系统宏程序功能指令对梯形螺纹进行参数化编程加工的研究，并在实践中应用取得了较好的效果。

车削梯形螺纹与三角螺纹相比，螺距大、牙型角大、切削余量大、切削抗力大，而且精度要求高，加之工件一般都较长，所以，加工难度较大。一般普通车床车削梯形螺纹，我们常用以下几种方法。

1.1 直进法

螺距小于4mm和精度要求不高的工件，可用一把梯形螺纹车刀，即每刀都在X向进给，直至牙底处。采用此方法加工梯形螺纹时，螺纹车刀的三个切削刃都要参与切削，导致加工排屑艰苦，切削力和切削热增长，刀头磨损严重，容易产生“扎刀”和“崩刃”现象，因此，这种方法不合适大螺距螺纹的加工。

1.2 斜进法

螺纹车刀沿牙型一侧平行的方向斜向进刀，直至牙底处，用此方法加工梯形螺纹时，车刀始终只有一个侧刃参与切削，从而使排屑较顺利，刀尖的受热和受力情形有所改良，不易产生“扎刀”等现象。此种方法在加工梯形螺纹是车刀始终只有一个侧刃参与切削，刀具使用不均衡，不利于延长车刀的寿命。

1.3 左右切削法

用梯形螺纹车刀采用左右车削法车削梯形螺纹两侧面，每边留0.1～0.2mm的精车余量，并车准螺纹小径尺寸，螺纹车刀分辨沿左、右牙型一侧的方向交叉进刀，直至牙底。这种方法与斜进法较类似，利用此方法螺纹车刀的两刃都参与切削。

2 “分层法”的工艺原理分析

“分层法”车削梯形螺纹实际上是直进法和左右切削法的综合应用。在车削较大螺距的梯形螺纹时，“分层法”通常不是一次性把梯形槽切削出来，而是把牙槽分成若干层，每层深度根据实际情况而定。转化成若干个较浅的梯形槽进行切削，可以降低车削难度。每层的切削都采用左右交替车削的方法，背吃刀量很小，刀具只需沿左右牙型线切削，梯形螺纹车刀始终只有一个侧刃参加切削（见图1），从而使排屑比较顺利，刀尖的受力和受热情况有所改善，因此，能加工出较高质量的梯形螺纹，且容易掌握，程序简短，容易操作。

图1 分层切削法

3 宏程序分层加工大螺距梯形螺纹

3.1 参数表

宏程序中使用的变量和含意如表1所示。

3.2 加工程序

图2所示梯形螺纹Tr36×6为加工实例，其各部分尺寸计算为：

牙型角α取30°；螺距P取6mm；螺纹大径d取36mm；牙高h3=0.5P-ac=3.5mm； 螺 纹 小 径d1=d-2h3=40-2×3.5=33mm； 牙 槽 底 宽 w=0.366P-0.563ac=0.366×6-0.563×0.5=1.93mm；刀头宽度取1.3mm。

表1 变量及其含意

图2 梯形螺纹牙形相关数据

以Fanuc系统为例，编制的宏加工程序如表2所示。

4 结论

在实践教学和生产中，运用宏程序分层加工梯形螺纹，这种易懂、易掌握的车削梯形螺纹方法，得到了充分肯定和好评。教师能够较形象、较直观地把车削方法讲解和传授给学生，学生普遍也能较快、较容易地理解和掌握这种车削方法；在生产加工中能够方便地加工出合格的产品。我们只有熟练掌握各种车削方法，熟练运用数控指令，才能在车削过程中灵活运用，高效率、高精度、高品质地完成梯形螺纹车削。

表2