浅谈采用参数编程分层切削法加工梯形螺纹

闭祖勤

摘 要：不同的梯形螺纹加工方法在加工过程当中的优缺点不一样，分层切削法更适合运用于数控车床上加工梯形螺纹，但是数控系统并没有分层切削指令，本文介绍了采用参数编程的分层切削法加工梯形螺纹。

关键词：梯形螺纹 参数编程 分层切削法

数控车床加工梯形螺纹，虽然可以采用一般的编程方法加工，但是由于其独特的构造导致存在如参与切削的切削刃较长、切削力大、切削过程出现振动，甚至扎刀和崩刃等难题。因此，如何合理地设计梯形螺纹加工工艺并编制加工程序，成为充分发挥数控车床优势的首要问题。

一、工艺分析

梯形螺纹的加工方法主要有直进法、斜进法、切槽法和分层切削法。

一是采用直进法。在加工（G92）梯形螺纹时，由于螺纹车刀三刃同时参与切削，切削力很大，排屑不畅，刀具磨损快，很容易引起扎刀和崩刃等不良现象。

二是采用斜进法（G76）。刀具沿着牙型角方向斜向进给，避免了三刃同时切削的情况，有效缓解了直进法存在的不良现象，但仍存在刀具磨损快，且不均匀、牙型角略有偏差等不良情况。在长期实际应用过程当中，我们发现，G76复合指令编程不适合大螺距螺纹编程。

三是采用切槽法。切槽法进刀方式是先用切槽刀切出螺旋槽，再用梯形螺纹车刀加工出左右两牙侧，这种方法的编程费时，在数控车床上加工较为繁琐且不易实现。

四是采用分层切削法车削梯形螺纹。刀具首先直进，然后在同等深度沿牙型角方向依次左右进刀，其本质上是直进法和左右切削法的综合应用。

在车削梯形螺纹时，分层切削法通常不是一次性就把梯形牙槽切削加工出来，而是把牙槽根据螺纹牙型深度分成若干层，从而降低了螺纹车削难度。每一层的切削都采用先直进后，再左右借刀的车削方法，由于左右切削时螺纹牙槽深度不变，刀具只需做先向左，再向右的纵向（Z向）进给即可。如图1所示，分层法就是将螺纹牙型分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……若干层，每次切削采用a、b、c的加工顺序依次加工。因此，分层切削法能够有效地避免直进法和斜进法带来的不良影响，而且其在大螺距螺纹或蜗杆加工过程中所表现的优势更为明显。

图1

二、梯形螺纹编程

我们采用机夹涂层螺纹车刀加工如图2梯形螺纹，采用分层切削法编制梯形螺纹加工程序，见下表。

图2

表 宏程序变量及含义

序号 参数 含义 备注

1 #101 螺纹公称直径 在切削加工外螺纹过程中逐渐变小

2 #102 左右借刀量 根据切削深度减小而减小

3 #103 每次切削深度 在切削加工过程中，视情况调节

4 #104 螺纹加工起始Z指 根据梯形螺纹螺距不同而调节

O 0027； （程序名）

N10 T0101； （梯形螺纹刀具选择）

N11 M3 S240； （主轴正转，转速240r/min）

N12 #101=48.0； （梯形螺纹公称直径赋值）

N13 #102=TAN15*3.5； （左右借刀量计算并赋初始值）

N14 #103=0.3； （每次切削深度赋初始值）

N15 #104=6.0； （循环加工Z方向起到点赋值）

N16 G00 X50.0 Z#104 M08； （快速移动至循环起始点）

N17 WHILE[#101GT41.0] DO10；（如果切深直径大于

Φ41.0mm，执行循环体内程序）

N18 G00 X#104； （快速移动至螺纹牙型中点）

N19 G92 X#101 Z-56.0 F6.0； （直进切削一刀）

N20 G00 Z[#104-#102]； （快速移动至螺纹牙型左侧进刀点）

N21 G92 X#101 Z-56.0 F6.0； （左侧切削一刀）

N22 G00 Z[#104+#102]； （快速移动至螺纹牙型右侧进刀点）

N23 G92 X#101 Z-56.0 F6.0； （右侧切削一刀）

N24 #101= #101-#103； （改变螺纹加工直径）

N25 #102= #102-#103*TAN15/2；（根据切深计算每次左右借

刀量）

N26 IF[#101LT46.0] THEN #103=0.2； （当切削直径小于

Φ46.0mm时每次切削深度赋值0.2）

N27 IF[#101LT44.0] THEN #103=0.1；（当切削直径小于

Φ44.0mm时每次切削深度赋值0.1）

N28 IF[#101LT42.0] THEN #103=0.05；（当切削直径小于

Φ42.0mm时每次切削深度赋值0.05mm）

N29 END10 （循环体10结束）

N30 G92 X41.0 Z56.0 F6.0； （梯形螺纹精加工一刀）

N31 G00 X100.0 Z100.0 M09；（刀具快速移动至安全点，切

削液关闭）

N32 M05； （主轴停止）

N33 M30； （程序结束）

三、结束语

我们采用参数编程分层切削法加工梯形螺纹，其分层切削，具有切削力小、切削热量低、刀具磨损小、排屑顺畅、不易扎刀断刀等优点，并能够安全、高效、高质量地完成梯形螺纹加工，因此参数编程分层切削法，是一种值得推荐的梯形螺纹加工工艺方法。

参考文献：

[1]于宏辉.基于宏程序的单线梯形螺纹加工工艺探讨[J].电子世界，2012（8）.

（作者单位：广西石化高级技工学校）