数控车床上完美搞定梯形螺纹加工

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°。

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。【金属加工微信，内容不错，值得关注】

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。

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：

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

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-2 h3=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；

G98 ;

T0202；

M03 S400；

G00 X37.0 Z3.0；

G76 P020530 Q50 R0.08；（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。）

G76 X28.75 Z-40.0 P3500 Q600 F6.0；（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：

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

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

在梯形螺纹的实际加工中，由于刀尖宽度并不等于槽底宽，因此通过一次G76循环切削无法正确控制螺纹中径等各项尺寸。为此可采用刀具Z向偏置后再次进行G76循环加工来解决以上问题，为了提高加工效率，最好只进行一次偏置加工，因此必须精确计算Z向的偏置量，Z向偏置量的计算方法如图5所示，计算如下：

设M实测- M理论=2AO1=δ，则AO1=δ/2

AO2=AO1×tan（∠AO1O2）=tan15°×δ/2

Z向偏置量EF=2AO2=δ×tan15°=0.268δ

实际加工时，在一次循环结束后，用三针测量实测M值，计算出刀具Z向偏置量，然后在刀长补偿或磨耗存贮器中设置Z向刀偏量，再次用G76循环加工就能一次性精确控制中径等螺纹参数值。

三、结论

通过以上的实例分析我们可以得出结论，要想在数控机床上方便地加工出梯形螺纹，关键是做好如下几点：

1.合理选择梯形螺纹的加工指令，通常选G76指令。

2.准确设定G76指令的参数值，这些值通常通过对梯形螺纹的分析计算获得。

3.根据初步测量得出的中径值，精确计算出Z向刀具偏置值，从而准确控制梯形螺纹的中径值。

金属加工微信由创刊于1950年的《金属加工》杂志（包括冷加工和热加工两个半月刊）和金属加工在线（mw1950.com）共同运营。汇聚了新闻、技术、产品、市场等内容。金属加工通过杂志、数字媒体、活动与服务四位一体，为行业提供一流的信息服务和推广服务。