數控車床上完美搞定梯形螺紋加工

　　在普通車床的生產實習過程中，加工梯形螺紋課題是最基本的實習課題，但在數控車床實習過程中，常常由于加工工藝方面的原因，卻很少進行梯形螺紋的加工練習，甚至有人提出在數控車床上不能加工梯形螺紋，顯然這種提法是錯誤的。其實，只要工藝分析合理，使用的加工指令得當，完全可以在數控車床上加工出合格的梯形螺紋。

一、梯形螺紋加工的工藝分析

1.梯形螺紋的尺寸計算

　　梯形螺紋的代號 梯形螺紋的代號用字母“Tr”及公稱直徑×螺距表示，單位均為mm。左旋螺紋需在尺寸規格之后加注“LH”，右旋則不用標注。例如Tr36×6,Tr44×8LH等。

　　國標規定，公制梯形螺紋的牙型角為30°。

2.梯形螺紋在數控車床上的加工方法

　　直進法螺紋車刀X向間歇進給至牙深處。采用此種方法加工梯形螺紋時，螺紋車刀的三面都參加切削，導致加工排屑困難，切削力和切削熱增加，刀尖磨損嚴重。當進刀量過大時，還可能產生“扎刀”和“爆刀”現象。這種方法數控車床可采用指令G92來實現，但是很顯然，這種方法是不可取的。

　　斜進法螺紋車刀沿牙型角方向斜向間歇進給至牙深處。采用此種方法加工梯形螺紋時，螺紋車刀始終只有一個側刃參加切削，從而使排屑比較順利，刀尖的受力和受熱情況有所改善，在車削中不易引起“扎刀”現象。該方法在數控車床上可采用G76指令來實現。交錯切削法螺紋車刀沿牙型角方向交錯間隙進給至牙深。該方法類同于斜進法，也可在數控車床上采用G76指令來實現。

　　切槽刀粗切槽法該方法先用切槽刀粗切出螺紋槽，再用梯形螺紋車刀加工螺紋兩側面。這種方法的編程與加工在數控車床上較難實現。

3.梯形螺紋測量

　　梯形螺紋的測量分綜合測量、三針測量、和單針測量三種。綜合測量用螺紋規測量，計算如下：

　　M=d2+4.864dD-1.866P （dD表示測量用量針的直徑，P表示螺距。）

　　A=（M+d0）/2（此處d0表示工件實際測量外徑）

　　二、梯形螺紋編程實例

　　例：試用G76指令編寫加工程序。

計算梯形螺紋尺寸并查表確定其公差

大徑d=360–0.375；

中徑d2=d-0.5P=36-3=33,查表確定其公差，故d2=33–0.118 –0.453

　　牙高h3=0.5P+ ac=3.5；

　　小徑d3=d-2 h3=29,查表確定其公差，故d3=290–0.537；

　　牙頂寬f=0.366P=2.196

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

　　用3.1mm的測量棒測量中徑，則其測量尺寸M=d2+4.864dD-1.866P=32.88,根據中徑公差確定其公差，則M=32.88–0.118 –0.453

2.編寫數控程序

　　O0308；

　　G98 ;

　　T0202；

　　M03 S400；

　　G00 X37.0 Z3.0；

　　G76 P020530 Q50 R0.08；（設定精加工兩次，精加工余量為0.16mm，倒角量等于0.5倍螺距，牙型角為30°，最小切深為0.05mm。）

　　G76 X28.75 Z-40.0 P3500 Q600 F6.0；（設定螺紋高為3.5mm，第一刀切深為0.6mm。）

　　G00X150.0

　　M05;

　　M30

　　以上程序在螺紋切削過程中采用沿牙型角方向斜向進刀的方式，在FANUC-0i系統中，有時還可采用交錯螺紋切削方式，G76編程如下所示：

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

　　K：螺紋牙型高度。

　　D：第一次進給的背吃刀量。

　　A：牙型角度。

　　P2：采用交錯螺紋切削

3.計算Z向刀具偏置值

　　在梯形螺紋的實際加工中，由于刀尖寬度并不等于槽底寬，因此通過一次G76循環切削無法正確控制螺紋中徑等各項尺寸。為此可采用刀具Z向偏置后再次進行G76循環加工來解決以上問題，為了提高加工效率，最好只進行一次偏置加工，因此必須精確計算Z向的偏置量，Z向偏置量的計算方法，計算如下：

　　設M實測- M理論=2AO1=δ，則AO1=δ/2

　　四邊形O1O2CE為平行四邊形，則ΔAO1O2≌ΔBCE，AO2=EB。ΔCEF為等腰三角形，則EF=2EB=2AO2。

　　AO2=AO1×tan（∠AO1O2）=tan15°×δ/2

　　Z向偏置量EF=2AO2=δ×tan15°=0.268δ

　　實際加工時，在一次循環結束后，用三針測量實測M值，計算出刀具Z向偏置量，然后在刀長補償或磨耗存貯器中設置Z向刀偏量，再次用G76循環加工就能一次性精確控制中徑等螺紋參數值。

　　三、結論

　　通過以上的實例分析我們可以得出結論，要想在數控機床上方便地加工出梯形螺紋，關鍵是做好如下幾點：

　　1.合理選擇梯形螺紋的加工指令，通常選G76指令。

　　2.準確設定G76指令的參數值，這些值通常通過對梯形螺紋的分析計算獲得。

　　3.根據初步測量得出的中徑值，精確計算出Z向刀具偏置值，從而準確控制梯形螺紋的中徑值。

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