数控车床上加工梯形螺纹.docx

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时间：2021年x月x日
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数控车床上加工梯形螺纹
内容摘要：在数控车床上加工梯形螺纹是一个全新的课题，本文通过对梯形螺纹加工的工艺分析和加工方法的研讨，探索出一套可以在数控车床上加工出合格梯形螺纹的方法
在普通车床的生产实习过程中，加工梯形螺纹课题是最基本的实习课题，但在数控车床实习过程中，常常由于加工工艺方面的原因，却很少进行梯形螺纹的加工练习，甚至有人提出在数控车床上不能加工梯形螺纹，显然这种提法是错误的。其实，只要工艺分析合理，使用的加工指令得当，完全可以在数控车床上加工出合格的梯形螺纹。
一、梯形螺纹加工的工艺分析
1.梯形螺纹的尺寸计算
梯形螺纹的代号梯形螺纹的代号用字母“Tr”及公称直径×螺距表示，单位均为mm。左旋螺纹需在尺寸规格之后加注“LH”，右旋则不用标注。例如Tr36×6,Tr44×8LH等。
国标规定，公制梯形螺纹的牙型角为30°。梯形螺纹的牙型如图（1），各基本尺寸计算公式如表1-1。

图1梯形螺纹的牙型

2.梯形螺纹在数控车床上的加工方法
直进法螺纹车刀X向间歇进给至牙深处（如图2a）。采用此种方法加工梯形螺纹时，螺纹车刀的三面都参加切削，导致加工排屑困难，切削力和切削热增加，刀尖磨损严重。当进刀量过大时，还可能产生“扎刀”和“爆刀”现象。这种方法数控车床可采用指令G92来实现，但是很显然，这种方法是不可取的。
斜进法螺纹车刀沿牙型角方向斜向间歇进给至牙深处（如图2b）。采用此种方法加工梯形螺纹时，螺纹车刀始终只有一个侧刃参加切削，从而使排屑比较顺利，刀尖的受力和受热情况有所改善，在车削中不易引起“扎刀”现象。该方法在数控车床上可采用G76指令来实现。
交错切削法螺纹车刀沿牙型角方向交错间隙进给至牙深（如图2c）。该方法类同于斜进法，也可在数控车床上采用G76指令来实现。
切槽刀粗切槽法该方法先用切槽刀粗切出螺纹槽（（如图2d），再用梯形螺纹车刀加工螺纹两侧面。这种方法的编程与加工在数控车床上较难实现。

表1-1梯形螺纹各部分名称、代号及计算公式
名称代号计算公式牙项间隙acP1.5～56～1214～44ac0.250.51大径d、D4d=公称直径，D4=d+ac中径d2、D2d2=d-0.5P,D2=d2小径d3、D1d3=d-2h3,D1=d-p牙高h3、H4h3=0.5p+ac,H4=h3牙顶宽f、f′f=f′=0.366p牙槽底宽W、W′W=W′=0.366p-0.536ac图2梯形螺纹的几种切削方法
3.梯形螺纹测量
梯形螺纹的测量分综合测量、三针测量、和单针测量三种。综合测量用螺纹规测量，中径的三针测量与单针测量如图3所示，计算如下：

图3梯形螺纹中径的测量
M=d2+4.864dD-1.866P(dD表示测量用量针的直径，P表示螺距。)
A=（M+d0）/2（此处d0表示工件实际测量外径）
二、梯形螺纹编程实例
例如图4所示梯形螺纹，试用G76指令编写加工程序。
1．计算梯形螺纹尺寸并查表确定其公差
大径d=360–0.375；
中径d2=d-0.5P=36-3=33,查表确定其公差，故d2=33–0.118–0.453；
牙高h3=0.5P+ac=3.5；
小径d3=d-2h3=29,查表确定其公差，故d3=290–0.537；
牙顶宽f=0.366P=2.196
牙底宽W=0.366P-0.536ac=2.196-0.268=1.928
用3.1mm的测量棒测量中径，则其测量尺寸M=d2+4.864dD-1.866P=32.88,根据中径公差确定其公差，则M=32.88–0.118–0.453；
2.编写数控程序
O0308；
G98G40G21；
G28U0W0；
T0202；
M03S400；
G00X37.0Z3.0；
G76P020530Q50R-0.08；(设定精加工两次，精加工余量为0.16mm，倒角量等于0.5倍螺距,牙型角为30°，最小切深为0.05mm。)
G76X28.75Z-40.0P3500Q600F6.0；（设定螺纹高为3.5mm，第一刀切深为0.6mm。）
G00X150.0；
M05；
M30；
以上程序在螺纹切削过程中采用沿牙型角方向斜向进刀的方式，如图2b所示。在FANUC-0i系统中，有时还可采用如图2c所示交错螺纹切削方式，G76编程如下所示：
G76X28.75Z-40.0K3500D600F6.0A30.0P2；
K：螺纹牙型高度。
D：第一次进给的背吃刀量。
A：牙型角度。
P2：采用交错螺纹切削。
3.计算Z向刀具偏置值