浅析用宏程序在数控车床上加工梯形螺纹

田春娥

摘要：在数控车床上加工梯形螺纹是一个全新的课题，数控车加工梯形螺纹方法多样，选择合理的加工参数和方法，提高生产效率的同时也节省了刀具损耗。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并结合实际生产验证了其可行性。

关键词：梯形螺纹 加工方法 宏程序

近年来数控大赛受到各方面的重视，其大赛的内容也在逐步丰富，加工梯形螺纹课题是普通车床的生产实习过程中最基本的实习课题，现也成为数控大赛中的一项重要内容。如何在数控车床上高效、高质量地加工出合格梯形螺纹成为许多指导教师亟待解决的难题。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、梯形螺纹加工方法的分析

下面以加工梯形螺纹Tr36×6为例，介绍如何在FANUC Series 0iMate-TC系统的数控车床上车削梯形螺纹。工件如图所示。

1.切直槽法

此方法粗车时先用矩形螺纹车刀采用直进法车出螺旋直槽，然后用梯形螺纹精车刀车两侧。此方法在切螺旋直槽时，所用的刀具类似于切槽刀，车螺纹时，螺纹车刀刀尖及两侧刀刃都参加切削，这种方法虽可以获得比较正确的齿形，操作也很简单，但由于刀具三个切削刃同时参加切削，振动比较大，牙侧容易拉出毛刺，不易得到较好的表面品质。而且，由于在螺纹加工中螺纹升角的存在，螺纹旋向一侧的刃磨后角应等于工作后角加上螺纹升角（Ψ）。即α=（3°～5°）+Ψ这样一来，刀头强度就更差了，在加工中极易出现扎刀现象，导致刀头折短、工件弯曲变形甚至报废。

2.左右切削法

此方法在横向进刀时，同时进行左右少量进刀（又称赶刀），以避免三个切削刃同时参与切削。在实际操作过程中，要根据实际经验，一边控制左右进给量，一边观察切屑情况，既有横向进刀又有纵向赶刀，车刀对牙侧必须重复切削，切削面积较大，因而，加工中切削力较大、切削热高、排屑困难。加工时对纵向赶刀量不好控制，赶刀量太大，切削面积更大，会因切削力过大而扎刀；赶刀量太小，容易造成三面切削，此时切削面积最大，而且排屑困难，更加容易扎刀。此方法对操作者的素质有较高的要求。

3.层切削法

分层切削法是将加工余量均匀的分为若干层，加工完第一刀后，向左或向右赶刀，先将第一层的余量全部去除后，再用相同方法去除第二层余量，如此由外至内逐层去除余量。转化成若干个较浅的梯形槽来进行切削，可以降低车削难度。每一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（如图），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。

在多年的數车工实习教学中，通过不断的摸索、总结、完善，对于梯形螺纹的车削也有了一定的认知，笔者认为利用宏程序进行分层切削，可以很好地解决出现的问题。

二、分层加工法的加工原理

从进刀方法看，分层切削法在整个切削过程中，除每一层的第一刀是三面切削外，其余各刀都避免了三面切削。也就是说，每一层的第一刀的切削力是最大的，而且每一层的切削深度是相同的，那么，只要第一层的第一刀不扎刀，后面的加工就不可能再扎刀了。由此可见，此方法能最大限度地避免三面切削，减小刀具的切削面积从而减小切削力。在加工时只需根据机床、工件和刀具的刚性，合理选择切削参数，就可以完全避免扎刀现象的发生了。

三、分层加工法的关键技术

分层切削法加工中，当上一层切削完进入下一层第一刀切削时，如果采用直进法，刀具对上层切出的牙侧会重复切削，切削面积增大，切削力增加，容易造成扎刀；同时螺纹中径减小，会造成工件报废。因此，在进层切削时刀具必须在轴向有一定的让刀量；同理，每层切削的最后一刀也需要让刀。这也是分层切削法的关键所在。

从第一层进刀至第二层时，刀尖需从A点进至B点，轴向让刀量Z=每层切削深度×tan（牙型半角）。加工梯形螺纹时，牙型角α=30°，若每层切削深度ap=0.5mm，则：Z=0.5×tan15°=0.134mm

四、分层加工法的加工程序

以Fanuc 0i mateTC系统为例，图1所示梯形螺纹的加工程序如下：

O0001；

T0101M03 S300；

G00 X38 Z5；

M08；

#101=36；

#102=0；