梯形螺纹加工分层排刀法的启示

马胜利

摘 要：本文根据数控车床螺纹切削循环G92指令调用子程序分层加工梯形螺纹的走刀特点的启示，推导出普通车床梯形螺纹“分层排刀法”的加工方法。

关键词：数控车床 普通车床 梯形螺纹加工 分层排刀法

梯形螺纹在加工中具有吃刀深，走刀快，切削余量大，进、退刀次数多，切削抗力大等加工特点，加工时难度较大，机床磨损也非常严重。数控车床在车削梯形螺纹时完全由程序控制加工，对加工方法、切削参数设定、刀具材料选择等都有严格要求，这都增加了车削的难度。而普通车床的加工形式相对灵活因此，在大批量生产，人们通常会选择普通车床进行加工。笔者根据多年实际教学经验，谈谈根据数控车床螺纹切削循环G92指令调用子程序分层加工梯形螺纹的走刀特点的启示，推导出普通车床梯形螺纹“分层排刀法”的加工方法。

一、螺纹切削循环G92指令功能说明

该指令将“循环起点快速进刀—螺纹切削加工—快速退刀—快速返回”四个加工的步骤合成一个固定的循环。下图为圆柱螺纹加工循环示意图，刀具从循环起点开始按照图示箭头方向循环加工。下图中的虚线表示快速移刀，實线表示按照导程F设定的数值进行螺纹加工。

图 螺纹切削循环指令G92走刀路线

根据G92指令直进式切削加工特点，在数控车床加工中，通常采用“分层法”进行加工。“分层法”切削实际上就是直进法和左右切削法的综合应用。编程时，主程序调用3个子程序，子程序1控制切削加工深度（分层），子程序2控制左向赶刀，子程序3控制右向赶刀，从而实现分层左右切削加工。这种加工的形式特别适合于大螺距梯形螺纹加工。在车削较大螺距梯形螺纹时，可以把梯形螺纹总的背吃刀（牙型高）进行分层加工，每层单边深度为0.25～0.5mm，最后通过控制磨耗保证尺寸精度和粗糙度要求。

二、普通车床分层排刀法

在普通车 床加工时，我们可以结合数控车床G92指令“分层法”加工形式，对其进行总结归纳，将中滑板的刻度值作为切削加工深度（分层）数值，小滑板刻度作为左、右赶刀数值，利用普通车床操作的灵活性，推导出普通车床的梯形螺纹加工的“分层排刀法”（如下表所示）。下面以Tr36×6-7e外梯形螺纹为例，阐述梯形螺纹加工的操作步骤。刀具材料采用M2超硬高速钢车刀，工件毛坯采用45号调质钢。

1.梯形螺纹加工准备工作

（1）梯形螺纹大径尺寸车至公称直径尺寸减0.05～0.1mm处。

（2）梯形螺纹圆柱面两侧倒角15°。

（3）使用对刀样板安装刀具，刀尖应与主轴中心高等高，两侧半角左右对称。

（4）中、小滑板刻度对零。

（5）试车削，中滑板吃刀0.1mm，验证螺距是否正确。

2.分层排刀法加工走刀示意（表）

表 外梯形螺纹走刀示意

层数 中滑板

刻度 小滑板刻度 备注

第一刀 第二刀 第三刀

第一层 10 0 20 38 参考牙顶尺寸为2.2～2.4mm，注意左右排刀量的大小

第二层 20 3 23 34.5

第三层 30 6.5 25.5 31.5

第四层 40 10（8） 29（31） 括号内刻度为修顺两侧数值

第五层 50 11 26

第六层 60 13.5 22

第七层 65 15 22 左右排刀修顺

两侧

第八层 70 17 20.5

第九层 72 1621左侧控制粗糙度要求及牙底尺寸，去掉间隙右侧控制粗糙度及保证中径尺寸

说明：高速钢车刀刀头宽度刃磨至1.2～1.4mm之间

3.梯形螺纹中途对刀的方法

在加工过程中出现错误后，我们使用“分层排刀法”可以方便实现梯形螺纹的二次对刀，大大提高了加工效率。

（1）使用对刀样板安装刀具，刀尖应与主轴中心高等高，两侧半角左右对称，移动刀具至螺纹外圆10～15mm处。

（2）合上开合螺母，中滑板重新在外圆对零。

（3）走刀至螺纹中间，中滑板吃刀刻度至第一层10格处，车刀左侧面靠在工件上，小滑板刻度转至排刀图第一层第三刀位置38格处。

（4）小托板清零后，就是初始的零位置。

（5）按前面已车的层数和刀数，调整中、小托板的位置，即可车削。

“分层排刀法”同样适用于内梯形螺纹加工（考虑到内梯形螺纹的刀杆较细，把中滑板刻度数值减小一半即可）和多线螺纹的加工。

参考文献：

[1]沈建峰，朱勤慧.数控加工生产实例[M].北京：化学工业出版社，2007.

（作者单位：青岛工贸职业学校）