梯形螺纹在数控车上的加工

摘要在数控车床上加工梯形螺纹是一个全新的课题，在数控车床实习过程中，常常由于加工工艺和在普通车床上的生产实习过程不同，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。梯形螺纹的测量分综合测量、三针测量、和单针测量三种。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。关键词工艺分析加工方法测量计算编程实例目录前言……………………1正文……………………1梯形螺纹加工的工艺分析……………1梯形螺纹编程实例……………………5结束语…………………8参考文献………………8前言在数控车床上加工梯形螺纹是一个全新的课题，在数控车床实习过程中，常常由于加工工艺和在普通车床上的生产实习过程不同，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。梯形螺纹的测量分综合测量、三针测量、和单针测量三种。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。巧用螺纹复合循环指令加工梯形螺纹一、梯形螺纹加工的工艺分析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”，右旋那么不用标注。例如Tr36×6,Tr44×8LH等。国标规定，公制梯形螺纹的牙型角为30°。梯形螺纹的牙型如下列图〔1〕，各根本尺寸计算公式如表1。图〔1〕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，从而使排屑比拟顺利，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。图2梯形螺纹的几种切削方法表1梯形螺纹各局部名称、代号及计算公式名称代号计算公式牙项间隙acP1.5～56～1214～44ac1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′牙槽底宽W、W′W=W′c梯形螺纹的测量分综合测量、三针测量、和单针测量三种。图3梯形螺纹中径的测量图3梯形螺纹中径的测量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、梯形螺纹编程实例例如图4所示梯形螺纹，试用G76指令编写加工程序。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；φ–-0.118-0.453；2.螺纹复合循环G76指令G76：螺纹复合循环格式：G76P〔m〕〔r〕〔a〕Q〔Δdmin〕R〔d〕G76X〔U〕Z〔W〕R〔i〕P〔k〕Q〔Δd〕F〔l〕其中：m：精加工重复次数〔1～99〕。r：倒角量。当螺距由L表示时，可以从到设定，单位为〔两位数：从00到99〕。a：刀尖角度。可以选择80°，60°，55°，30°，29°和0°六种中的一种，由2位数规定。m，r和a用地址P同时指定。例：当m=2，r=，a=60°，指定如下〔L是螺距〕：P021260Δdmin：最小切深〔用半径值指定〕d：精加工余量。i：螺纹半径差。如果i=0，可以进行普通直螺纹切削。k：螺纹高。Δd：第一刀切削深度〔半径值〕。L：螺距。3.编写数控程序(如图4所示)O0001；M03S400；T0101；G0X50;Z5;G01X37Z3F0.2；G76P020530Q50R-0.08；(设定精加工两次，精加工余量为，倒角量等于0.5倍螺距,牙型角为30°，最小切深为。)G76X28.75Z-40.0P3500Q600F6.0；〔设定螺纹高为，第一刀切深为。〕G00X150；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-40.0K3500D600F6.0AK：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。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，那么AO1=δ/2如图5所示，四边形O1O2CE为平行四边形，那么ΔAO1O2≌ΔBCE，AO2=EB。ΔCEF为等腰三角形，那么EF=2EB=2AO2。AO2=AO1×tan(∠AO1O2)=tan15°×δ/2Z向偏置量EF=2AO2=δ×tan15°δ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。图5Z向刀具偏置值的计算结束语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