数控车床加工梯形螺纹（通用11篇）
数控车床加工梯形螺纹 篇1
0 引言
梯形螺纹是工程中应用广泛的结合形式,用于传递力与运动。由于梯形螺纹刀牙形角小,刀尖强度弱,加工中排屑困难,易形成积屑瘤,造成扎刀,因此加工较为困难[1]。同时在加工梯形螺纹中容易形成3刃切削,引发振动,从而损坏刀具[2],严重影响梯形螺纹加工精度与效率,使得梯形螺纹在传统加工中是一个难点,尤其使用普通车床加工时,对操作者提出了非常高的技术要求。随着数控机床的高速发展,数控系统的不断完善,采用数控车床加工梯形螺纹成为必然,因此合理设计安排加工工艺,编制通用性较强的程序代码,充分发挥数控车床的优势成为首要解决的问题。
宏程序是数控系统提供给用户的一种类似于高级语言的编程方式,由于其含有逻辑运算、算术运算和函数等混合功能,使得编程的方法更加灵活多样,有利于一些特型面(如椭圆、抛物线)或者轨迹控制繁琐但却有一定规律的零件的程序编制,可以减少乃至消除手工编程进行的繁琐的数值计算,而且可以进行参数传递,使得编制的程序可以适应系列零件的加工。
1 梯形螺纹加工工艺分析
1.1 梯形螺纹切削方法分析
梯形螺纹的车削主要有高速和低速两种,对于精度要求较高的梯形螺纹以及单件生产时,低速应用比较广泛。传统的加工方式主要有直进法、斜进法、左右车削法、切槽法等[3]。
直进法:如图1(a)所示,刀具沿横向进刀,由于为三刃切削,切削力大,发热量高,刀具易磨损,排屑不畅,容易扎刀。
斜进法:如图1(b)所示,进刀方向沿牙形角方向,由于采用单刃切削,切削力减少,排屑顺畅,FANUC系统中的G76即为典型的斜进法加工。
左右车削法:如图1(c)所示,刀具沿着两侧牙型角交替进刀完成切削,也是斜进法的一种,编程中可以采用宏指令编程完成。左右切削法还可以衍生出中左右切削法。
切槽法:如图1(d)所示,先采用切槽刀粗切出螺纹槽,再使用梯形螺纹刀加工螺纹槽两侧面,由于对刀等因素的影响,此法在数控车加工中应用比较困难。
分层切削法:如图1(e)所示,分层切削法能很好的解决大导程切削的问题,分层切削法将切削方向分成若干层,每层沿进刀方向若干次进刀。此法中刀具单刃切削,保证切削面积均匀,工作平稳,不易产生振动和扎刀,排屑及加工表面品质高,现基于分层切削法的思想,实现梯形螺纹的参数化编程。
1.2 刀具的选择
螺纹车刀的材料主要有高速钢与硬质合金两种,车刀材料的合理选择,对车削效率影响甚大。高速钢刀刃磨方便,韧性好,刃口锋利,刀尖不易断裂,适合车削塑性材料,但不耐高温,高速易磨损。车削脆性材料(如铸铁、铸铜)最好采用硬质合金刀具。硬质合金刀具耐高温,高速切削磨损较小,效率高,但是刀刃易断裂,工件易翻边。文中的零件材料为45钢,故选择高速钢梯形螺纹刀。
1.3 工件安装方式的确定
图2为所要加工的工件图样,为了保证较好的同轴度要求,车床上采用了两顶尖加鸡心夹头的装夹方式来加工梯形螺纹。但对与直径较大,导程较大的梯形螺纹,为防止切削振动,通常采用四爪或软爪的一夹一顶的装夹方式,而使用硬质合金刀加工,由于高速离心力和切削力都比较大,一般都采用一夹一顶的方式加工。
1.4 梯形螺纹的测量[4]
梯形螺纹主要用来传递力与运动,精度要求高,因此采用三针测量法来检测梯形螺纹的精度。测量时,在螺纹凹槽内放入具有相同直径d0的三根量针,然后用千分尺测量尺寸M的大小,从而计算出螺纹中径d2。对与梯形螺纹而言有:
M=d2+4.864d0-1.866,d0=0.518P,
式中:M——加入三针后千分尺读数;
d2 ——螺纹中径;
d0 ——测针直径;
P ——螺距。
2 梯形螺纹参数化宏程序编制
FANUC-0i-mate TC系统支持A,B两类宏程序,B类宏程序类似于C语言格式,编写方便,通俗易懂,但是参数传递相对来说比较繁琐,程序通用性不强。A类宏程序使用G65Hm格式表达数学运算和逻辑关系,可读性差,现在几乎不用[5]。现采用G65非模态调用方式传递参数并结合B类宏程序编写梯形螺纹加工子程序,能够实现不同规格的系列零件的加工,具有很强的适应性。
2.1 梯形螺纹基本尺寸的确定
梯形螺纹的基本尺寸参数参照GB/T5796.1-1986标准,主要计算公式如表1所示。
对于Tr36X6-7e的梯形螺纹而言,牙顶间隙为0.5mm,大径为36mm,中径为33mm,小径为29mm,牙高为3.5mm,牙顶宽为2.196mm,牙底槽宽为1.928mm。
2.2 分层切削法的基本流程
分层切削法的的基本流程如图3所示,子程序主要根据此流程进行编制。并对其中的一些细节进行细化[6]。
2.3 关键传递参数的设置
对梯形螺纹而言,关键需要知道公称直径x,切削终点z值,螺距(导程)F,梯形螺纹刀刀宽A,每次进刀量U,每次z向平移量W,精加工余量R即可。G65调用格式为:G65P_x_z_A_U_W_R_F_;
程序中所有涉及的变量参数如表2所示。
2.4 梯形螺纹加工程序编制
主程序如下:
子程序如下:
2.5 关于参数化编程的说明
a) 采用高速钢刀具,低速精加工能很好的提高工件表面质量;如果使用硬质合金刀,需要改变子程序中精加工的转速值,将其提高到与刀具铭牌上相吻合的速度。
b) 对于不同尺寸的梯形螺纹只需要修改x,z,A,U,W,R,F参数即可实现参数可控的加工,程序中梯形螺纹刀采用左刀尖对刀。
c) 加工完成后使用三针测量法测量螺纹中径,并通过修改程序的方式进行调试。
3 结语
通过实践发现,采用分层切削法加工梯形螺纹能保证刀具切削受力均匀,排屑流畅,不易产生扎刀现象,刀具磨损较小,延长了刀具的使用寿命;通过精修两侧面能极大地降低侧面粗糙度,提高了梯形螺纹的加工质量和效率。本文采用分层切削法并运用参数化宏程序编制的方法,极大地提高了宏程序的通用性,只需改变参数即可适应不同系列梯形螺纹的加工,同时也可以为车削蜗杆等提供一定的参考价值。
摘要：梯形螺纹在工程中应用非常广泛,由于牙形角小、刀具强度弱,因此如何高效加工梯形螺纹成为机械加工工艺探讨的一大热点。基于FANUC0i-mate TC数控系统,从梯形螺纹加工方法分析、工艺设计和程序编制等方面对梯形螺纹的数控车削加工方法进行了探讨。
关键词：梯形螺纹,数控加工,加工工艺
参考文献
[1]唐书林,严瑞强.梯形螺纹的数控加工方法[J].现代制造工程,2008(6):70-71.
[2]徐福林.米制梯形螺纹的加工技术[J].机械制造与自动化,2005,34(5):56-57.
[3]腾凯,马秀丽.分层法车削梯形螺纹[J].机械制造与自动化,2007,36(1):33-35.
[4]陈德隆,赵福令.机械精度设计与检测技术[M].北京:机械工业出版社,2001:210-211.
[5]王晓莉,穆瑞.应用宏程序加工多线梯形螺纹[J].机械,2010.36(7):58-61.
[6]李银海,章跃洪.宏程序在梯形螺纹参数化编程中的应用[J].金属加工,2008(23):67-68.
数控车床加工梯形螺纹 篇2
【摘要】数控车床主要用来加工轴类或盘类的回转零件，利用经济型数控机床加工多头螺纹，是螺纹加工的难点。本文作者通过多年的教学实践，总结多头螺纹的加工要点和操作要领，为职业院校的数控加工实习提供理论依据。
【关键词】数控车床 多头螺纹 加工操作要领在现代工业生产中，利用数控车床加工螺纹，能大大提高生产效率、保证螺纹加工精度，减轻操作工人的劳动强度。但在高职院校的数控车床实习培训教学中普遍存在如下现象：部分教师和绝大多数学生对螺纹加工感到棘手，特别是加工多头螺纹，更加无所适从。下面通过对螺纹零件的实际加工分析，阐述多头螺纹的加工步骤和方法。
一、螺纹的基本特性
在机械制造中，螺纹联接被广泛应用，例如数控车床的的主轴与卡盘的联结，方刀架上螺钉对刀具的紧固，丝杠螺母的传动等。它是在圆柱或圆锥表面上沿着螺旋线所形成的具有规定牙型的连续凸起和沟槽，有外螺纹和内螺纹两种。按照螺纹剖面形状的不同，主要有三角螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹和矩形螺纹四种。按照螺纹的线数不同，又可分为单线螺纹和多线螺纹。在各种机械中，螺纹零件的作用主要有以下几点：一是用于连接、紧固；二是用于传递动力，改变运动形式。三角螺纹常用于连接、紧固；梯形螺纹和矩形螺纹常用于传递动力，改变运动形式。由于用途不同，它们的技术要求和加工方法也不一样
二、加工方法
螺纹的加工，随着科学技术的发展，除采用普通机床加工外，常采用数控机床加工。这样既能减轻加工螺纹的加工难度又能提高工作效率，并且能保证螺纹加工质量。数控机床加工螺纹常用G32、G92和G76三条指令。其中指令G32用于加工单行程螺纹，编程任务重，程序复杂；而采用指令G92，可以实现简单螺纹切削循环，使程序编辑大为简化，但要求工件坯料事先必须经过粗加工。指令G76，克服了指令G92的缺点，可以将工件从坯料到成品螺纹一次性加工完成。且程序简捷，可节省编程时间。
在普通车床上进行多头螺纹车削一直是一个加工难点：当第一条螺纹车成之后，需要手动进给小刀架并用百分表校正，使刀尖沿轴向精确移动一个螺距再加工第二条螺纹；或者打开挂轮箱，调整齿轮啮合相位，再依次加工其余各头螺纹。受普通车床丝杠螺距误差、挂轮箱传动误差、小拖板移动误差等多方面的影响，多头螺纹的导程和螺距难以达到很高的精度。而且，在整个加工过程中，不可避免地存在刀具磨损甚至打刀等问题，一旦换刀，新刀必须精确定位在未完成的那条螺纹线上。这一切都要求操作者具备丰富的经验和高超的技能。然而，在批量生产中，单靠操作者的个人经验和技能是不能保证生产效率和产品质量的。在制造业现代化的今天，高精度数控机床和高性能数控系统的应用使许多普通机床和传统工艺难以控制的精度变得容易实现，而且生产效率和产品质量也得到了很大程度的保证。
三、实例分析
现以FANUC系统的GSK980T车床，加工螺纹M30×3/2-5g6g为例，说明多头螺纹的数控加工过程：
工件要求：螺纹长度为25mm，两头倒角为2×45°、牙表面粗糙度为Ra3.2的螺纹。采用的材料是为45#圆钢坯料，
1.准备工作
通过对加工零件的分析，利用车工手册查找M30×3/2-5g6g的各项基本参数：该工件是导程为3mm纹且螺距为1.5(该参数是查表的重要依据)的双线螺；大径为30，公差带为6g，查得其尺寸上偏差为-0.032、下偏差为-0.268，公差有0.236，公差要求较松；中径为29.026，公差带为5g，查得其尺寸上偏差为-0.032、下偏差为-0.150，公差为0.118，公差要求较紧；小径按照大径减去车削深度确定。螺纹的总背吃刀量ap与螺距的关系按经验公式ap≈0.65P，每次的`背吃刀量按照初精加工及材料来确定。
大径是车削螺纹毛坯外圆的编程依据，中径是螺纹尺寸检测的标准和调试螺纹程序的依据，小径是编制螺纹加工程序的依据。两边留有一定尺寸的车刀退刀槽。
2.正确选择加工刀具
螺纹车刀的种类、材质较多，选择时要根据被加工材料的种类合理选用，材料的牌号要根据不同的加工阶段来确定。对于45#圆钢材质，宜选用YT15硬质合金车刀，该刀具材料既适合于粗加工也适合于精加工，通用性较强，对数控车床加工螺纹而言是比较适合的。另外，还需要考虑螺纹的形状误差与磨制的螺纹车刀的角度、对称度。车削45钢螺纹，刃倾角为10°，主后角为6°，副后角为4°，刀尖角为59°16’，左右刃为直线，而刀尖圆弧半径则由公式R=0.144P确定(其中P为螺距)，刀尖圆角半径很小在磨制时要特别细心。 四、多头螺纹加工方法及程序设计
多头螺纹的编程方法和单头螺纹相似，采用改变切削螺纹初始位置或初始角来实现。假定毛坯已经按要求加工，螺纹车刀为T0303，采用如下两种方法来进行编程加工。
1.用G92指令来加工圆柱型多头螺纹
G92指令是简单螺纹切削循环指令，我们可以利用先加工一个单线螺纹，然后根据多头螺纹的结构特性，在Z轴方向上移过一个螺距，从而实现多头螺纹的加工。程序编辑如图。(工件原点设在右端面中心)
2.用G33指令来加工圆柱型多头螺纹
用G33指令来编程时，除了考虑螺纹导程(F值)外，还要考虑螺纹的头数(P值)来说明螺纹轴向的分度角。
G33 X(U) Z(W) F(E) P
式中：X、Z——绝对尺寸编程的螺纹终点坐标(采用直径编程)。
U、W——增量尺寸编程的螺纹终点坐标(采用直径编程)
F——螺纹的导程
P——螺纹的头数
3.多头螺纹加工的控制因素
在运用程序加工多头中，要特别注意对以下问题的控制：
(1)主轴转速S280的确定。由于数控车床加工螺纹是依靠主轴编码器工作的，主轴编码器对不同导程的螺纹在加工时的主轴转速有一个极限识别要求，要用经验公式S≦1200/P-80来确定(式中P为螺纹的导程)，S不能超过320r/min，故取S280 r/min。
(2)表面粗糙度要求。螺纹加工的最后一刀基本采用重复切削的办法，这样可以获得更光滑的牙表面，达到Ra3.2要求。
(3)批量加工过程控制。对试件切削运行程序之前除按正常要求对刀外，在FANUC数控系统中要设定刀具磨损值在0.3~0.6之间，第一次加工完后用螺纹千分尺进行精密测量并记录数据，将磨损值减少0.2，进行第二次自动加工，并将测量数据记录，以后将磨损补偿值的递减幅度减少并观察它的减幅与中径的减幅的关系，重复进行，直至将中径尺寸调试到公差带的中心为止。在以后的批量加工中，尺寸的变化可以用螺纹环规抽检，并通过更改程序中的X数据，也可以通过调整刀具磨损值进行补偿。
参考文献：
[1]金大鹰.机械制图[M].北京：机械工业出版社，.
[2]刘虹.数控设备与编程[M].北京：机械工业出版社， .
数控车床加工梯形螺纹 篇3
[关键词] 数控车床 梯形螺纹 切削 编程
前言
梯形螺纹加工是车削加工中一项基本技术，但由于数控车床的加工方式，特别是经济型数控车床在加工梯形螺纹中的局限较多，因此，梯形螺纹的编程及加工都成为了难加工技术。本文中主要研究了在GSK980T数控系统中如何进行梯形螺纹编程、加工及精度控制。
一、梯形螺纹的切削方法
车削加工梯形螺纹的切削方法有很多，一般有单刀完成和多刀完成两种。
图一
1、单刀完成：这种方法对于螺距小于4mm的梯形螺纹可行，当螺距大于4mm后由于切削力和刀具磨损的影响，单刀完成则效果不好。具体方法有以下几种：
直进法：如图一a所示，刀具采用与牙型槽等宽的尺寸，加工时只做横向进刀。这种方法在加工加工梯形螺纹时，螺纹的牙型精度较高，但由于三刀刃均参与切削，切削力过大容易导致加工变形，只在小螺距螺纹加工时采用。
斜进法：如图一b所示，刀具采用与牙型槽等宽的尺寸，加工中刀具纵向和横向做复合进刀。这种方法在加工中刀具只有两面刀刃受力，可适当减小切削力，
但由于两刃切削，刀具的磨损程度不同，加工中易出现刀尖角发生变化，而造成牙型精度较差。这种方式只在梯形螺纹粗加工或螺纹精度不高时采用。
左右切削法：如图一c所示，刀具采用与牙型槽等宽的尺寸，加工中刀具纵向双向及横向做复合进刀。这种方式加工刀具受力情况与斜进法相似，较易加工出梯形螺纹。但该方式要求刀具纵向左右两侧移动结合横向进刀，对操作者技术要求较高，需多次操作后才能熟练掌握。
2、多刀组合法：一般梯形螺纹加工均采用这种方式。组合方式很多，如单刀加工中的三种只做为粗加工，留一定余量后再采用精加工刀具完成加工。再如图一d所示，这也是多刀组合中的一种，先用小切刀切直槽再用与牙型等宽的螺纹刀具加工。
二、螺纹编程指令
在GSK980T数控系统中，提供了三个加工螺纹的编程指令，分别是逐段加工螺纹指令G32、螺纹加工循环指令G92、复合循环指令G76。三个指令加工螺纹编程上有不同，进刀方式上也有不同，所造成的加工误差也不同。在编程中应仔细分析、合理选用，以加工出合格的工件。
1、逐段加工螺纹指令G32，格式如下：
G32 X(U) Z(W)F
使用本指令编程每次螺纹加工路径都至少需要4个程序段，如果螺纹加工使用斜线退出，每次走刀需要5个程序段。这种方法的缺点是程序过长、难以编辑、错误多并减小控制系统的存储能力。但这种方法也有一定的优点，程序员可以绝对控制螺纹的编程过程，这种控制中有了手的介入，从而可以螺纹加工中应用一些特殊的技巧，例如用比螺纹本身小得多的螺纹刀加工螺纹或使用圆头切槽刀加工大螺距螺纹。
2、螺纹加工循环指令G92，格式如下：
G92 X(U) Z(W)F
使用本指令主要优点是避免了重复数据，一条程序段，就能完成螺纹加工的定位、车削以及退刀，使程序更容易编辑，同时它还有螺纹收尾功能，不开退刀槽，也能实现车削螺纹的退刀。G32与G92一样均为直进式切削方法，在切削螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而是造成螺纹中径误差，但是其加工的牙形精度高，一般多用于小螺距螺纹加工。
3、复合循环指令G76，格式如下：
G76 P(m) (r) (a) Q(Δdmin) R(d);
G76 X(u) Z(w) R(i) P(k) Q(Δd) F(L);
说明：
m:精加工重复次数：
r:倒角宽度：
a:刀尖角度：
ΔDmin:最小切削深度，当每次切削深度（Δd ·n1/2-Δd·（n-1）1/2）小于Δdmin时，切削深度限制在这个值上;
D:精加工余量；
I:螺纹部分的半径差，若I=0,为直螺纹切削方式；
k:螺纹牙高；
Δd:第一次切削的切削深度；
L:螺距。
本指令的加工中的参数的功能十分强大，只需给定螺纹的最终尺寸，螺纹加工中的进刀部分全部由计算机控制。并且任何数目的螺纹加工都只占程序的很少部分，在机床上修改程序也会更快更容易。在GSK980T中，进刀方式为侧面斜进法，这种方式在大螺距的粗加工中比较适用。
综合三种加工指令的特点，在加工梯形螺纹时，使用G76指令不便于控制切削深度，还会增大刀具与工件的接触面，一般不采用；如果单用G92指令，程序量也十分大，即使采用子程序也不能较大地缩短程序量；因此，采用G32指令是最好的选择，并且可以充分发挥子程序的强大功用。
三、加工及编程
在加工Tr36X12（P6），总长为48mm（见附图） 所示的梯形螺纹工件中，综合进刀方式分析，采用两把刀加工，粗精加工均为直进的切槽组合进刀法。这种进刀法的关键在刀具上，根据梯形螺纹牙型各部分尺寸计算可知：牙型高为h3=0.5p+ac=0.5×6+0.5=3.5mm，牙底槽宽为W=0.366p-0.536ac=1.928 mm，如图二所示。
图二
小切刀各部分尺寸及角度如图三所示，刀头宽应在1.91～1.93mm，即使稍宽对螺纹的精度没有影响；刀头的长度应比牙型高长1～2mm左右即4.5～5.5mm；并刃磨出卷屑槽，为不影响排屑，槽型应为直线圆弧型，槽深控制在1.5 mm以内；刀具刃磨表面用油石精修以提高刀具的耐用度，刀尖过渡圆角R0.2 mm左右也用油石修出；由于此次加工为梯形螺纹，再加上螺距较大，因此须考虑螺纹升角对加工的影响，螺纹升角（tanψ）=np/∏d2=(2×6)/3.14×33=0.116，即ψ≈6°36′，为了避免车刀后面与螺纹牙侧发生干涉，保证切削顺利进行，应将车刀沿进给方向一侧的后角磨成工作后角加上螺纹升角，即（3°～5°）+ψ≈10°；为保证车刀强度，应将车刀背着进给方向一侧的后角磨成工作后角减去螺纹升角，即（3°～5°）-ψ≈-3°。刀具角度如图三所示。
图三
这种方式加工时，刀具不会出现三侧刃同时加工的情况，并且进刀方式简单，只需采用直进方式即能完成加工，从而使编程简单、尺寸精度易保证，特别在多线螺纹加工中优势更为明显。在使用这种方法加工时，由于刀具材料及刀具尺寸的影响，切削深度不可过大，否则易出现扎刀甚至断刀情况。将编程零点设在工件右端面，程序如下：
一）主程序：
%
O1111
T0101 小切刀
G99 S2 M3170r/min
G0 X44 Z6起刀点
M98 P700001每次切深0.05mm，共3.5 mm，需70次
G0 X100 Z100退刀
T0303精车刀
G0 X44 Z6
N98 P600001 第一阶段精车，每次切深0.05 mm
M98 P200002第二阶段精车，每次切深0.02 mm
M5
M0停车测量
S2 M3
M98 P100003第二阶段精修，每次0.01 mm，可根据测量结果调整进
G0 X100 Z100 刀次数
M5
M30加工结束
%
在本程序中只进行了单线螺纹加工的编程。在加工Tr36X12（P6）螺纹部分时，还应再对程序进行相应调整。在编程中，可将粗、精加工分别做成子程序，先将两线螺纹的粗加工完成，再进行精加工。这样可提高多线螺纹的分线精度。
二）子程序：
00001
G0 U-8.1
G32 Z-79 F12
G0 U8
Z6
M99
00002
G0 U-8.04
G32 Z-79 F12
G0 U8
Z6
M99
00003
G0 U-8.02
G32 Z-79 F12
G0 U8
Z6
M99
结束语
完成上述的梯形螺纹加工总共用时24分钟，这样比在普通车床上加工要提高近一倍的效率，并且表面质量达到Ra1.6，螺纹各项指标完全符合要求。在编程中我使用了最基本的G32进行编程，原本的程序量是非常大的，由于加工中重复动作多，采用了子程序优化，这样极大的减少了程序量，这也是基本指令的优点。
参考文献：
[1]《数控编程手册》化学工业出版社.
[2]《GSK980T数车编程手册》机床资料.
梯形螺纹的数控加工 篇4
关键词：数控车床,梯形螺纹,加工工艺,加工方法,编程
梯形螺纹在工业中运用较为广泛, 常见的有车床上的丝杆, 还有一些梯形螺纹的接头。在数控技能竞赛中, 梯形螺纹的加工也越来越多, 占得比分也较大。那么, 在采用数控车床加工时, 需要对梯形螺纹工艺进行合理的分析, 正确选择加工刀具以及注重加工方法的选择。合理的工艺, 正确的刀具, 好的加工方法能直接保证梯形螺纹的加工质量。本文就从以上几个方面展开说明:
1、梯形螺纹加工的工艺分析
1.1 梯形螺纹的参数及代号
牙型角:我国标准规定30°;螺距:由螺纹标准规定;大径 (公称直径) d;中径d2=d-0.5P;小径d3=d-2h3;牙高:h3=0.5P+αc;牙顶宽:f=0.366P;牙槽底宽:w=0.366P-0.536αc;牙顶间隙:αc, 当P为1.5-5时, αc值为0.25;当P为6-12时, αc值为0.5;当P为14-44时, αc值为1。
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。
1.2 梯形螺纹的刀具选择
(1) 硬质合金梯形螺纹车刀为了提高生产效率, 可以使用硬质合金的梯形螺纹车刀进行粗车。刀头宽度要小于牙槽底宽。 (2) 高速钢梯形螺纹车刀该刀能车削出较高精度和较小表面粗糙度的螺纹。可用于精车。
1.3 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采用此种方法加工梯形螺纹时, 车刀的三个加工面同时受力, 散热条件比较差, 车刀很容易磨损, 当进刀量过大时还能产生“扎刀”, 把牙形表面镂去一块, 甚至能够折断车刀。
斜进法螺纹车刀沿牙型角方向斜向间歇进给至牙深处。采用此种方法加工梯形螺纹时, 只有一侧刀刃参与切削, 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。
在数控车床上加工梯形螺纹时, 选用G76指令进行编程加工, 采用直进法进行车削时, 选好梯形刀, 减小背吃刀量, 选择适当的进给量, 并加足切削液, 可尽量减小扎刀现象。
1.4 梯形螺纹的测量方法
(1) 梯形螺纹塞规测量法:用标准螺纹环规进行综合性测量。 (2) 单针测量法:只需使用一根量针, 放置在螺旋槽中, 用千分尺量出螺纹外径与量针顶点之间的距离。 (3) 三针测量法:这种方法是测量螺纹中径的一种比较精密的方法。此方法在对梯形螺纹的精度有较高要求的时候使用。测量时, 把三根直径相等的量针放在同一条螺旋槽中, 用千分尺量出两边量针顶点之间的距离。
2、梯形螺纹加工编程实例
如图1有一个简单的梯形螺纹, 对其进行工艺分析, 用G76指令编程。
(1) 计算必要的梯形螺纹的数据值:
牙高h3=0.5P+αc=0.5×6+0.5=3.5
大径d=36;
中径d=d-0.5P=36-0.5×6=33;
小径d=d-2h3=36-2×3.5=29;
牙顶宽f=0.366P=0.366×6=2.196
牙槽底宽w=0.366P-0.536αc=0.366×6-0.536×0.5=1.928
查询公差表, 记录公差值, 在进行测量时修复至尺寸公差。
(2) 加工工艺步骤:
第一步:加工工件外圆、切槽及倒角1) 夹住工件的左端, 伸出大于36mm加槽宽的长度, 保证车削梯形螺纹时有足够的退刀距离。2) 车削工件右端面, 并进行对刀。3) 用外圆车刀粗、精车梯形螺纹的大经至∮36mm, 长度36mm, 并倒C3角。4) 切槽刀切槽并将∮36mm的左端面倒C3角。
第二步:车削梯形螺纹1) 编写程序, 设置粗车梯形螺纹的最小背吃刀量为0.05mm, 留精车余量0.06mm。2) 两次精车梯形螺纹后, 测量尺寸进行修正。
(3) 编写梯形螺纹数控程序。
3、结语
通过以上对梯形螺纹在各个方面的分析, 加工工艺﹑编程参数的合理设置等。将这些分析带入实际操作中, 那么我们在数控车床上加工梯形螺纹时, 就会将问题大大的降低。这样就可以在数控车床上加工出较完美的梯形螺纹。
参考文献
[1]徐洪义主编.车工 (技师高级技师) [M].中国劳动社会保障出版社.
浅谈车工实训项目梯形螺纹的加工 篇5
关键词：车工 车削梯形螺纹 高速钢刀
《车工技术》是普通车削加工技术的简称。随着机械领域数控技术的不断发展，在成批量生产中，绝大多数企业已经将数控车床取代了普通车床。但车工技术在机械加工领域应用还是很广，特别是在单批量生产中有重要地位，因此普通车床在企业实际生产中是不可缺少的一部分。同时，学习普通车削加工技术是学习数控车削加工技术的前提，是整个机电专业教学中不可缺少的一部分。
1 加工螺纹的刀具及常见的加工方法
1.1 螺纹刀的选择
普通车床上加工螺纹，一般可以选择高速钢和硬质合金两种材质的刀具。高速钢刀俗称白钢刀，它刃磨方面，容易通过刃磨得到锋利的刀口，而且韧性较好，但高速钢的耐热性较差，不能用于高速车削。硬质合金刀的硬度、耐热性、耐磨性均高于高速钢。但缺点是韧性较差，适于高速车削。
然而，对于现实教学中，我们要求学生要学会加工Tr32x5的螺纹。分析该尺寸的螺纹，螺距较大，导程为5mm，当选择高速车削时，学生本身是初学者，在操作时不易控制车床，容易造成撞车，导致机床损坏。因此，在普通车床上加工梯形螺纹时，通常采用高速钢刀进行加工。
1.2 常见的螺纹加工方法
在普通车床上车削螺纹常用的方法包括：直进法、左右切削法、斜进法三种。
1.2.1 直进切削法。如图（1）所示，它是指车削螺纹时车刀的左、右两侧刀刃同时参加车削，每次加深吃刀时，只由中滑板横向进给直到把螺纹工件车好为止，它的优点是操作简单，能保证螺纹牙形清晰，减少螺纹牙形误差。但由于车刀两刃参加切削，排屑困难，车刀所受切削力有所增加，因此它的缺点是车刀受力受热比较严重，刀容易磨损，进刀量过大时，还可能产生“扎刀”现象。适用于螺距小于2.5mm和脆性材料的螺纹车削。
1.2.2 左右切削法。如图（2）所示，是指在车削螺纹时。车刀两侧刃中只有一侧切削刃在进行切削。每次加深吃刀时，中滑板横向进给和小滑板左、右进给相配合，小滑板的左右移动俗称“借刀”或“赶刀”。它的优点是排屑比较顺利，刀尖受力和受热情况有所改善，车削中不易引起“扎刀”现象。因此可相对提高切削用量，而且容易车光洁的螺纹。缺点是操作复杂，借刀量不能太大，否则将会出现乱纹或“懒牙”，借刀量过大同样会“蹦刀”。 适用于所有螺距螺纹的加工。
1.2.3 斜进法。如图（3）所示，是指车削螺纹时，与左右切削法相似，两侧刀刃只有一侧参与车削。中滑板每次横向进给的同时，小滑板向一侧“赶刀”，中滑板与小滑板同时进给车削螺纹。其优点与左右切削法一样不易产生“扎刀”现象。可相对提高切削用量，但是很难车出光洁的螺纹，只适用于较大螺距螺纹的粗加工。
2 梯形螺纹加工方法新解
2.1 梯形螺纹传统加工方法
在日常教学中，根据国家职业技能鉴定中级工考核要求，必须要学会车削梯形螺纹的技能。一般要求做螺距为5mm，或螺距为6mm的梯形螺纹。以Tr32x5的螺纹为例，结合常见的三种螺纹加工方法，考虑到螺距较大，在传统教学中通常采用左右切削法进行加工。
以我校以往车工技能教学为例，采用左右切削法的车削步骤如下表1，2所示：
表1 粗车进刀 表2 精车进刀
从上表的进刀的总刀数就可以看出，加工梯形螺纹在整个车工实训任务中是最为复杂的一部分，也是学生最难以掌握的一个环节。在以往教学中，学生哪怕是按老师所给的步骤进行加工，也经常会出现“扎刀”“蹦刀”现象，甚至有的学生因为做不好螺纹而丧失信心。
学生出现“扎刀”“蹦刀”现象主要原因还是在于学生对小滑板间隙的控制掌握不好，假设小滑板一开始是向左归“0”，在向左借刀时，不存在间隙（称“空行程”），但向右借刀时，小滑板就会有间隙，学生往往会对小滑板的间隙掌握不好，在加工过程中一开始就出现向右“借刀”量太少，导致后面中滑板进刀越深切削量越大，刀具所承受的力也越大。当刀刃与工件的接触面过大，铁屑不易排出，就会出现“扎刀”。此时如果中滑板不及时退刀，铁屑积累后对刀产生更大挤压力，当刀的承受力支撑不住时，就会出现“蹦刀”。
左右切削法不仅在进刀上较为复杂，进刀数多，在加工时所花的时间也会很长。有的学生就会因为加工时间长，步骤复杂，而觉得难学会，缺乏学会的信心。而且在小滑板的控制上也较复杂，特别是在向右“借刀”，学生掌握起来不是很容易，每台机床的小滑板间隙不一致，在车削过程中，由于小滑板的左右转动，小滑板的间隙也可能会慢慢变大。采用此方法，不仅学生学的累，老师磨刀也很累。
2.2 梯形螺纹加工新解
实训技能课，学生学的是技能，对学生自己来讲，老师教的越容易，就越容易学会。老师也是希望最短的时间内教会学生，同时，也要考虑到加工方法与加工效率，让学生明白在企业生产实际加工中，时间对公司老板来说就是金钱。经过前期的教学及自身的反复实践，在车削梯形螺纹时，总结了自己的进刀方法，具体进刀步骤如表3所示：
表3与表1、2进行对比，其特点是在进刀总数上明显少很多。运用此方法的优点主要表现在粗加工和精加工两个部分。首先，在粗加工螺纹时不仅进刀总数少了，还可以看到小滑板没有进行向右“借刀”，只要小滑板在向左归“0”时排除了间隙，在加工时就不存在间隙掌握不好的问题，当然在做完第五刀后，在小滑板转到刻度“9”时，一定要注意进“9”格是相对原来的“0”位，进刀时一定要先转小滑板顺时针归“0”，此粗车方法结合斜进法进行分层切削，使得加工能顺利进行。其次，在精加工时，在精车底面的同时一起精车螺纹左面，加快了螺纹精车速度。当精车最后一面时，采用“动态退刀”法来进行车右面至尺寸合格。
此方法在实际教学中不仅使学生容易掌握，而且也能节省不少时间。如果条件允许，加工时，可以准备一把粗车刀，一把精车刀。在粗加工时，还可以进一步缩减进刀数，此方法不仅在教学实际中使用，且在技能比赛训练时，也可以采用此方法，技能比赛比的就是速度，精度。特别是做双线原本要一个小时才能做完，如今基本上半小时左右可以做完。
3 结束语
梯形螺纹的加工，首先要考虑梯形螺纹的参数，加工前要考虑牙顶宽，需要在保证牙顶宽度的前提下进行。其次要准备好螺纹刀，准备的螺纹刀刀头不能过宽，否则很难保证精车余量，螺纹刀刀宽的大小可以通过查手册或计算来选择，最后要有一个合理的车削方法。
对于加工的方法不是唯一的，我相信每个老师都有自己的方法，作为教师，要想在技能上得到提高，需要自己对加工方法进行改进。对于学生，我们也不能以按葫芦画瓢的方式教学生，应该鼓励学生去创新，去改进更好加工方法，培养学生活跃思维的能力。
参考文献：
[1]王志远，陈为华.车工工艺与技能训练[M].徐州：中国矿业大学出版社，2008.
[2]张国军.金属加工与实训.车工实训[M].北京：高等教育出版社，2010.
[3]邱言龙，王兵，刘继福.使用技术手册[M].北京：中国电力出版社，2010.
数控车削加工梯形螺纹的方法 篇6
用数控车床加工梯形螺纹比三角型螺纹更难,并有较大的技术难度。在数控车床上加工三角型螺纹时,一般是根据零件的图样要求,先对各型面进行车削,最后才车削螺纹。但在梯形螺纹车削时,因为梯形螺纹常用于传动,精度要求比较高,工件又比较长,所以在车削中,为了增加工件的刚性和强度,应尽量将螺纹车削的工序放在最前面,也就是放在对非螺纹的各个加工面处于粗加工状态时。此外,除螺纹车削需要的进刀或退刀处要加工到尺寸要求以外,其余各加工面的尺寸,应尽量大于图样的外径尺寸。梯形螺纹的大径一般要比公称直径约大0.5mm左右,因此一般在梯形螺纹半精车后再精车至图样要求。
1 梯形螺纹在数控车床上的加工方法
梯形螺纹的特点是螺距和牙型都较大,走刀快,螺纹吃刀较深,切削余量与切削抗力都较大,让刀现象比加工三角型螺纹要更为严重。目前,梯形螺纹在数控车床上的编程方法主要有G76固定循环指令法、调用子程序法及宏程序法等。而每种编程方法中,加工梯形螺纹的切削进给又分为直进法切削、斜进法切削、左右进给法切削及切槽刀粗切槽法。
1.1 直进法切削
车刀沿螺纹横向间歇进给至牙深处,如图1(a)所示。采用此方法车削时,车刀三面都参加切削,排屑困难,切削力和切削热增大,当进给量过大时,可能产生扎刀现象,该方法主要用于加工螺距不大于6mm的梯形螺纹。其螺纹刀具的刀尖宽度和梯形螺纹的槽底宽度相等,在数控车床上该种方法可用G92指令来实现。
1.2 斜进法切削
车刀沿螺纹牙型角方向斜向间歇地进给至牙深处,如图1(b)所示。采用此方法车削时,车刀始终只有一个侧刃参与车削,排屑顺利,刀尖的受热和受力有所改善,不易引起扎刀现象,在数控车床上该种方法可用G76指令来实现。
1.3 左右进给法切削
车刀沿螺纹牙型角方向交错间歇地进给至牙深处,如图1(c)所示。刀具沿螺纹的牙型线进行左、右切削,或左、中、右切削,切削深度很小。该方法避免了螺纹车刀的三面切削,切削抗力减小。但用该方法车削螺纹时,刀尖宽度应比螺纹槽底宽度窄一点。大导程的梯形螺纹,因为牙型宽度较大,宜使用左、中、右分层进行切削的加工方法。在数控车床上该种方法常采用宏程序编程来实现。
1.4 切槽刀粗切槽法
先用切槽刀将螺纹槽粗切出来,如图1(d)所示。然后再用车刀加工螺纹的两个侧面。在数控车床上较难实现这种方法的编程与加工。
2 梯形螺纹在数控车床上的编程方法
零件如图2所示,材料为45钢。梯形螺纹的尺寸计算如下:公称直径d=36mm,螺距p=6mm,牙顶间隙z=0.5mm,牙型高度h1=0.5p+z=3.5mm,中径d2=d-0.5p=33mm,底径d3=d-2h1=29mm,牙顶宽f=0.366p=2.196mm,
槽底宽w=0.366p-0.536z=1.928mm。
2.1 使用G76螺纹切削复合循环指令加工梯形螺纹
在梯形螺纹车削中,单一采用哪一个编程指令均不能实现螺纹的左、右分层切削。为满足工艺要求,达到左右切削的条件,先使用G76螺纹切削复合循环指令,采用斜进法进行粗加工,并留出精加工余量,再使用G92螺纹指令,采用直进法进行精加工,即采用斜进法粗车与直进法精车的混合编程方法。
程序如下(FANUC-0i系统)
当采用G76斜进法粗车后,在用G92精车前应检查螺纹车刀中心是否和加工螺纹沟槽中心重和(用G92空走一个循环检查),如中心不重和,则用M01有条件暂停,对螺纹车削起刀点进行修改。
2.2 调用子程序法加工梯形螺纹
使用G32等螺距螺纹加工指令来编制子程序,并采用相对编程,以实现螺纹的左、中、右切削。假设刀具刀尖宽度为1.328 mm,比槽底窄0.6mm,刀具在一个固定位置车削一刀螺纹,再分别向左、向右偏移0.6mm/2加工螺纹。因为公称直径-底径=7mm,第一次车削梯形螺纹的切深为0.4mm,后面每次切深0.1mm,车削66次,共加工余量(0.4+66*0.1)=7mm。
主程序(FANUC-0i系统)
2.3 用宏程序法加工梯形螺纹
用宏程序编程时,螺纹刀具的刀尖宽度应小于或等于槽底宽度。它是在同一切深层上,螺纹的整个槽宽的左右起点位置要随切深的变化而改变,以完成螺纹的加工。螺纹的切深要根据工件的刚性及刀具的强度来合理选择。
利用宏程序编程,能实现程序结构的模块化。可以将已编好的宏程序作为模块,来完成形状相同而尺寸不同的零件的加工,当零件的尺寸改变时,只需要将零件的几何参数的值进行相应的改变,即可车削不同螺距和公称直径的梯形螺纹。使程序具有较强的通用性、灵活性和智能性。
3 结束语
梯形螺纹的车削方法有多种,加工较为复杂。车削梯形螺纹时,只要综合考虑螺距的大小、刀具的强度及机床的刚性等情况,进行加工方法的合理选择,并根据工艺分析,使用恰当的数控编程指令,就可以在数控车床上车削出合格的梯形螺纹。
参考文献
[1]冯志刚.数控编程疑难解答[M].北京:机械工业出版社,2009.
[2]杜启新,等.数控车床车削梯形螺纹的方法[J].包钢科技,2008,(2):37-39.
数控车床加工梯形螺纹 篇7
1 梯形螺纹在数控车床上的加工工艺
梯形螺纹有三种车削方法, 如图1 所示, 现对三种方法进行简要分析。
1.1 直进法
直进法主要是指车刀必须横向进入, 一直插到牙底使用这种方式进行加工, 必须让三个车刀刃 (刀尖横刃、车刀左侧刃、车刀右侧刃) 同时进行切削, 切削的力度会随着热能的增加而增长, 刀头的磨损也会加剧, 容易发生“崩刀”现象。
1.2 斜进法
斜进法主要是指车刀沿着牙型角方向斜向进给至牙底深处, 在进给过程中间歇进入。在加工过程中, 螺纹车刀至始至终只有一个刀刃参与切削, 排屑顺畅, 刀具受力和受热情况均较好, 不易产生“崩刀”现象, 但由于在加工中车刀受力不平衡, 导致工件易发生振动, 以至主轴转速设置较高。
1.3 分层切削法
分层切削法是在总结直进法和斜进法优缺点的基础上提出的新方法, 也是使用宏程序加工梯形螺纹的主要方法 (如图1中的c所示) , 将梯形螺纹加工余量均匀分为若干层, 进完第一刀后, 向左或向右移动刀具, 去除第一层余量, 然后依次往复由外至内逐层去除余量, 最后进行精加工。这种方法在加工过程中, 每层加工时, 刀具沿着螺纹的左右牙型加工, 刀具吃刀量小且始终只有1 个侧刃参与切削, 排屑比较顺利, 刀具的受力和散热情况得到改善, 切削过程较平稳, 不易产生“扎刀”现象, 因此, 能加工出较高质量的梯形螺纹。
2 加工时刀具的选择
刀具是影响梯形螺纹加工质量的主要因素之一, 因此, 选择刀具时应注意以下几点: (1) 尽量选用硬质合金刀具, 其在高温时的冲击强度较高, 不易崩刃; (2) 刀具几何尺寸的确定要便于梯形螺纹的粗、精加工, 刀头的宽度要小于牙底槽的宽度, 应留有一定的精加工余量来保证进刀深度; (3) 安装螺纹车刀时, 刀具的刀位点应与工件中心对齐, 不能有偏差; (4) 一般情况下, 梯形螺纹的螺纹升角都比较大, 因此, 在安装时, 进刀方向的刀具后角要比螺纹后角要大; (5) 为了顺利切削和排屑, 刀具刀头宽度要根据螺纹牙槽底宽度确定。
3 梯形螺纹的宏程序编程
如图2 所示, 对梯形螺纹进行宏程序编程程序如下 (以华中世纪星HNC—21T为例) 。
有关参数说明:#1 代表螺纹大径;#2 代表牙顶间隙;#3 代表螺纹螺距;#4 代表螺纹中径;#5 代表螺纹小径;#6代表牙型半角对应的弧度值;#7 代表牙槽底宽;#8 代表螺纹理论牙型高度;#9 代表实际牙型高度;#10 代表螺纹刀刀头宽度;#11 代表每层切削量;#12 代表横向进刀次数。
4 梯形螺纹的加工注意事项
梯形螺纹的加工要注意以下问题: (1) 加工时, 最好采用“一夹一顶”方式, 以保证尺寸精度和表面粗糙度及加工安全; (2) 加工梯形螺纹时, 必须设置合适的螺纹导入量和螺纹导出量; (3) 因加工过程中车刀挤压会使螺纹大径尺寸加大, 因此, 车削梯形螺纹前, 应把底圆直径加工成应比螺纹大径小0.2mm; (4) 每一刀的切削深度不能过大, 否则容易崩刃。
5 结语
宏程序的使用在一定程度上解决了梯形螺纹难以在数控车床上加工的问题, 虽然编程繁琐, 但结果却一劳永逸, 不仅提高了生产效率, 而且使该类零件能高效、稳定地加工。宏程序编程不仅适应于梯形螺纹在数控车床上的加工, 还适应于这一类所有零件的加工, 其在数控机床加工中具有重要的影响作用。
参考文献
[1]张平亮.数控加工工艺[M].北京:清华大学出版社, 2008.
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[3]李真峰.数控加工工艺[M].上海:上海交通出版社, 2004.
[4]邓子林, 黄竞业.基于宏程序的数控车梯形螺纹参数化加工应用研究[J].机床与液压, 2011, (39) .
[5]司崇斌.梯形螺纹的宏程序编程与加工[J].林业机械与木工设备, 2013, (2) .
浅谈梯形螺纹在数控车床上的加工 篇8
关键词：梯形螺纹,数控车削,加工方法,变速车削
0 引言
梯形螺纹在数控车床上的加工实例在数控车削中,程序贯穿整个零件的加工过程。由于每个人的加工方法不同,编制加工程序也各不相同,但最终的目的是为了提高数控车床的生产效率,因此对于选择最合理的加工路线显得尤为重要。本文将从确定走刀路线、选择合适的G命令等细节出发,分析在数控车削中程序的编制方法。
1 概述
梯形螺纹较之三角螺纹,其螺距和牙型都大,而且精度高,牙型两侧面表面粗糙度值较小,致使梯形螺纹车削时,吃刀深,走刀快,切削余量大,切削抗力大。这就导致了梯形螺纹的车削加工难度较大,在多年的数控车床加工实践应用中,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识,下面我们就来探究一下梯形螺纹的车削方法。
2 梯形螺纹加工的工艺分析与加工的基本方法
2.1 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°。
2.2 梯形螺纹在数控车床上基本的加工方法
2.2.1 直进法:
螺纹车刀X向间歇进给至牙深处。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。
2.2.2 斜进法:
螺纹车刀沿牙型角方向斜向间歇进给至牙深处。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。
2.2.3 交错切削法:螺纹车刀沿牙型角方向交错间隙进给至牙深。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。
2.2.4 切槽刀粗切槽法:
该方法先用切槽刀粗切出螺纹槽,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。
2.3 梯形螺纹编程实例
例加工Tr36×6梯形螺纹,试用G76指令编写加工程序。
2.3.1 计算梯形螺纹尺寸并查表确定其公差
大径d=36 0-0.375;
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=29 0-0.537;
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+4.864d D-1.866P=32.88,根据中径公差确定其公差,则M=32.88-0.118-0.453;
2.3.2 编写数控程序
G76 P020530 Q50 R-0.08;(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-85.0 P3500 Q600 F6.0;(设定螺纹高为3.5mm,第一刀切深为0.6mm。)
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。在FANUC-0i系统中,有时还可采用交错螺纹切削方式。G76编程如下所示:
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 变速车削梯形螺纹
在数控车床上车削梯形螺纹工件,低速车削时生产效率很低,高速车削时又不能很好地保证螺纹的表面粗糙度,达不到加工的要求,而直接从高速变为低速车削时则会导致螺纹乱牙。变速车削时的乱牙问题可以用一种简单实用的方法加以解决,车削螺纹时可以先用较高转速车削,再用低速来精车及修光,从而提高了生产效率,并很好地保证了螺纹的尺寸精度和表面粗糙度。
下面还以梯形螺纹工件,介绍如何在FANUC系统的数控车床上变速车削梯形螺纹。
由于此梯形螺纹的螺距较小,可采用斜进搭配刀法加工,因FANUC系统的G76螺纹切削复合循环指令就是以斜进方式进刀的,故可采用G76指令,粗车梯形螺纹时编程如下,留出精车余量。
粗车完成后,如果此时将转速直接调到低速调用原程序精车,则一定会乱牙,发生崩刃或撞车事故,故我们在低速车削之前要解决车刀乱牙问题。考虑到低速车削时车刀进给速度很慢,我们可以用肉眼来观察车削时螺纹车刀与螺纹牙形槽是否对准,具体操作方法如下:
3.1改变工件坐标系,使车刀车螺纹时不接触工件表面,粗车后将粗车刀停在位置X200 Z50处,此时在录入方式下输入G50 X192后执行,即改变了坐标系,相当于将坐标系原点沿X轴正方向移动了4mm,也就是稍大于一个牙高的距离。此时将车床主轴转速调低,如调到25r/min,重新运行程序,粗车刀将车不到工件表面,在接近工件表面的位置移动。
3.2 使车刀与车出的梯形螺纹槽重新对正,由于车刀进给速度很慢,此时我们可以看出车刀与原先车出的梯形螺纹槽是不重合的,车刀偏移了一小段距离,目的就是要使车刀重新对准车出的梯形螺纹槽。操作的原理跟在数控车床上车削多头螺纹是一样的,就是通过改变螺纹车刀车削前的轴向起点位置来达到目的,即修改上述程序段G00 X40Z-20中的Z-20。我们可以通过肉眼判断需调整的大概距离,如可先将Z-20改为-21,运行程序后,发现车刀与车出的梯形螺纹槽还没有完全对正。则再修改Z值,重新运行程序,直到车刀与梯形螺纹槽完全对正。
3.3 恢复原来的工件坐标系,开始精加工。
为了便于理解和不易出错,仍将车刀移到X200 Z50位置,在录入方式下,执行G50 X208,修复原来的工件坐标系,重新运行程序,就可以低速精车梯形螺纹了。精车时也是通过上述改变螺纹车刀车削前的轴向起点位置的方法来修光梯形螺纹的两侧面,同时通过测量,控制切削的次数使螺纹达到尺寸精度的要求。
经过实验,在高速与低速车削的转数都固定时,车刀需要偏移的位移是固定的,有了这个数据,以后在车刀崩刃,或磨损后需换刀时就可以不用再重复调整步骤,直接在低速精车时将车螺纹的起点偏移相应位置就可以了。本文所举加工例子在南京第二数控机床厂的FANUC系统数控车床上完成,当车床主轴转速从560r/min变速到25r/min时梯形螺车刀在Z轴上需向左偏移1.8mm。
当然如果在批量生产加工时还是要一次一次地改变螺纹车刀车削前的轴向起点位置来修光梯形螺纹的两侧面,生产效率将大大降低,为了解决这个问题,我们可以将梯形螺纹左右两侧面的加工过程分别编成两个子程序,每次调用时使车刀轴向偏移0.1mm,在工件的首件试切中确定需调用子程序的次数,从而将整个加工过程编入程序当中,即从加工第二件工件时车床就可以一直自动运行下去,直到工件被加工合格。
像GSK980T、FANUC-OTE等一些功能较全的数控系统由于有复合指令的存在使得编程变得比较简单,但在一些国产经济型数控车床上却不具备这样的功能。这时我们可以将刚斜进法的粗车过程编成子程序,每调用一次车刀都在X轴和Z轴上进给一小段距离,并在首件试切中确定子程序需被主程序调用的次数。粗车完成后,仍用文中所述方法调试出从高速粗车变为低速精车后螺纹车刀需轴向移动的位移,再把精车螺纹左右侧面的加工过程分别编成子程序,在主程序调用即可。
4 加工梯形螺纹的几点注意事项
4.1 切削时加切削液,根据情况看是否要加顶尖。
4.2 车刀从高速变为低速后要严格对准梯形螺纹槽,操作时要仔细认真,不能马虎。可采用逐步恢复坐标系的方法,即分几次校正车刀,使车刀逐步车削到牙槽底部。
4.3 梯形螺纹精粗车刀的刀头宽度不能相差太大,不然换刀后会使切削余量过大,发生崩裂等问题。
4.4 对于一些大螺距的螺纹,车削时主轴转速不能过高,需参考机床的最高进给速度,否则会发生失步等问题。
5 结论
实际的加工证明,以上在数控车床上变速车削梯形螺纹的方法是切实可行的,且取得了很好的加工效果。对于另外一些大螺距三角形螺纹、蜗杆等只需把粗车进刀的方法如斜进法、分层进刀法等编成子程序,调试出从高速粗车变为低速精车后车刀需轴向移动的位移后,也把精车螺纹左右侧面分别编成子程序,在主程序中将其调用就能完成加工。
参考文献
[1]顾雪艳,等,编.数控机床编程与操作[M].机械工业出版社.
[2]陈亚岗,范为军.数控机床结构编程与操作[Z].江苏盐城技师学院数控系.
[3]李清新,主编.伺服系统与机床电气控制[M].机械工业出版社.
数控车床加工梯形螺纹 篇9
1 数控加工过程中的梯形螺纹加工工艺
1.1 新型梯形螺纹加工工艺与传统的螺纹加工工艺
传统的梯形螺纹数控机床加工工艺是采用直接进入, 然后再左右切割, 制成成品, 这种方法很容易出现扎刀现象, 而且机床生产效率很低。而新型的梯形螺纹数控加工工艺程序设计更加科学规范, 采用现代化的计算机技术, 使用软件对工艺程序进行设定, 其加工过程中先对机床的精度进行检查, 然后对元件进行多程序的加工。新的梯形螺纹加工工艺从编程、受力分析以及背吃力量等几个方面都比传统的加工工艺具有优势和积极推广的意义。
1.2 新型梯形螺纹加工工艺
首先, 对数控机床的精准度进行调整, 然后将选定的加工材料放入数控机床中, 在加工前, 工作人员必须要对机床的精度进行检验, 确保机床加工的精准度, 使之能满足梯形螺纹加工的需求。其次, 工作人员应该使用规范的装夹方式和机床车削方法, 一般我们使用的装夹方法就是在工件的一端使用三爪盘夹持, 另一端用顶尖将其顶住, 将机床装夹的一端设计成为台阶式, 以防止加工过程中工件轴震动而导致机床在加工过程中的精度得不到保证, 从而对梯形螺纹造成一定的误差。工作人员应该注意到, 另一端在绑定顶尖时, 不能使顶尖顶得太紧, 应该保持一定的空间范围, 有效防止梯形螺纹的变形。
螺纹车削又分为粗车和精车两道加工工序, 在具体加工中, 当零件进入车削时, 先进入粗车道, 对元件进行初步开槽, 并且将径向保留0.1mm-0.2mm的加工余地, 还要保持梯形螺纹底径到顶径牙形之间的距离为0.2mm-0.4mm。在粗车加工中保留元件加工余地是为了元件在精车加工中不会变形, 确保最终加工出器件的精准度。在精车加工过程中, 一般要进行两次精车加工, 并且在加工过程中使用G92系统的动态误差检测器, 一般机床的背吃刀量尺寸为0.2mm-0.3mm, 需要使用精车刀对精车内径尺寸进行测量和调整, 将背吃刀量调整为0.25mm-0.55mm之间。而由于粗车和精车都使用直进切割方法, 在加工时, 对精车刀的刀刃有一定的要求, 保证精车刀刃的宽度等同于螺纹牙槽宽度, 最终编制精工程序, 在编制过程中, 应该直接将径向尺寸编制到螺纹的底径, 工程传动速度设定为120-150r/min, 最终完成加工工艺。
2 数控加工过程中的梯形螺纹程序设计
梯形螺纹数控加工工艺的实施具有一定的难度, 主要是由于该加工工艺的程序设计比较复杂。由于现代计算机技术的不断发展, 很多生产设备中应用计算机程序对加工过程进行控制, 以确保器件生产的精准度, 减少人为操作造成一定范围内的误差。梯形螺纹数控机床加工工艺主要利用VERICUT数控加工仿真软件中技能, 将机床与计算机连接, 然后通过VERICUT软件对机床编程、受力分析以及背吃力量等情况进行设定。首先是选择控制系统与机床, 打开程序, 选择控制菜单, 点中fan Ot.ctl;然后点击机床, 出现机床控制菜单, 选择turn—thread—cycles.much;然后输入要生产旗舰的规格, 初步设定成功后, 再就是建立坐标系统, 在项目树中开始程序设置, 在器件规格建模的右端, 点击打开G-代码设定项目, 然后在菜单栏中设定机床参考点, 根据实际生产规模设定。其次, 对机床中的加工刀具进行设计, 工作人员根据加工要求, 一般设定三种刀具, 分别为切槽刀、外圆刀以及梯形螺纹刀。首先从项目菜单中打开刀具管理器, 然后点击添加新车刀, 在界面中出现设置对话框, 选择刀具类型和不同的刀夹, 分别对三种刀具进行选择和设定, 最后调整刀片和刀夹的位置, 于是提醒螺纹数控机床加工工艺的程序基本设定完成。
在整个程序设计中包括:程序设计、工艺工装、形状选择以及刀具材料等方面的工作, 数控机床加工效率直接由程序设计所决定, 程序设计完美, 那么, 数控机床的效率就高;反之, 程序设计劣质, 则导致加工效率低。新的梯形螺纹加工通过将普通车床的加工工艺及路线与计算机设备连接, 利用数控机床的基本功能和软件的特殊功能, 使传统的程序设计更加简洁, 编程效率得到提高, 从而使得加工效率也得到提高。但是, 目前加工工艺水平还有待进一步提高, 所以在程序设计中经过认真计算, 然后在程序中输入正确的精度值。工作人员要做好梯形螺纹的在线测量和误差修改, 梯形螺纹通常使用锯齿厚的游标卡尺对中径进行测量, 在不破坏工件的前提下, 降低检测结果的误差。如果检测结果有误, 那么必须要重新运行精加工序, 因此工作人员一定要对梯形螺纹游标卡尺的精确度进行调试, 确保加工模型的精准度, 可以先调好齿厚, 然后使齿厚卡尺与梯形螺纹轴线之间形成一个弯曲角度, 确保卡尺量得中经数值的精准度, 从而提高加工效率。
3 结论
综上所述, 通过对梯形螺纹数控加工工艺与该工艺的程序设计进行简单分析后, 我们可以得知, 梯形螺纹数控加工工艺是一种新型的加工技术。该种数控加工工艺能提高工作效率和质量, 具有积极推广意义。因此, 技术研究人员还要针对这种加工工艺在具体运用中实施难度大的问题, 不断简化程序设计, 从而简化实施工作, 使得这种加工工艺的使用得到全面的推广。
参考文献
[1]潘克江, 郝明.在经济型数控车床上加工梯形螺纹的新方法[J].机床与液压, 2010 (20) .
[2]刘虹.数控车削加工梯形螺纹的方法[J].制造业自动化, 2011 (5) .
浅谈在数控车床上加工多线螺纹 篇10
【关键词】数控车床；加工；多线螺纹
一、螺纹基本简介
螺纹在机械零件中主要用于连接、传动、紧固，它具有结构简单、拆装方便及联接可靠等优点 ，在机械制造业中广泛应用 ，如数控车床的主轴与卡盘的联结 ，方刀架上螺钉对刀具的坚固 ，丝杠螺母的传动等。螺纹的种类较多 ，按断面形状一般可分为三角形、矩形、梯形、锯齿形和圆形螺纹 ；按照螺纹的线数不同 ，又可分为单线螺纹和多线螺纹。
二、在数控车床上加工螺纹的方法：
数控车床上常用的螺纹车削方法主要有直进法、斜进法和交错切削法等几种，
这几种加工方法各有特点，在加工过程中一定要注意合理选择。
1、直进法是车削螺纹时，螺纹车刀刀尖两侧刀刃都参与切削，每次进刀只作径
向进给，随着螺纹深度的增加，进刀量应当减小，否则容易产生“扎刀”现象。
在华中系统数控车床上可采用G82指令来实现。
2、斜进法就是车削螺纹时，螺纹刀沿着牙型一侧平行的方向斜向进刀，直至
牙深处，采用这种方法加工螺纹时，螺纹车刀始终只有一个侧刃参与切削，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。在华中系统数控车床上可采用G76指令来实现。
3、交错切削法就是车螺纹时，螺纹螺纹车刀分别沿着与左、右牙型一侧平行的方向交错进刀，直至牙底。这种车削方法也不易引起“扎刀”现象。在华中数控系统数控车床上采用G76指令来实现。
三、在数控车床上车削螺纹的操作要点
1、计算牙槽宽，即梯形螺纹精车刀刀尖宽形。
2、计算牙型高度，即牙型的背吃刀量。
3、精车梯形螺纹时，车刀必须始终保持锋利状态，切削速度约为5 m/min并加注足量的切削液。
4、低速精车螺纹时，最好采用弹性刀杆，以防止切削振动或扎刀现象。
5、在梯形螺纹车好后，应用细锉刀或磨石修整去除螺纹牙型上的尖角或毛刺。
6、螺纹长度方向，首尾应各有一段长度≥P。
四、在数控车床上加工多线螺纹的方法
1、多线梯形螺纹实例：
2、多线梯形螺纹编程思路：
用改变螺纹切削起点的方法加工多线螺纹，在编程时先确定第1线螺纹的切削起点，利用螺纹加工指令完成第1线螺纹加工，在加工第2线螺纹前，要重新确定切削起点，与第1线螺纹的切削起点轴向相差一个螺距P，依次类推，即可车削多线螺纹。这里要特别说明的是主轴S的选用，应用G76指令加工多线螺纹
指令格式
G76P（m）（r）（a） Q（△dmin）R（d）；
G76X（U）__Z（W）__R（i）P（k）Q（△d）F（L）；
3、多线梯形螺纹加工程序：
该零件上有双线螺纹Tr36 x 12（P6），螺距为6.0mm，导程为12mm，编程原点设在工件右端面中心。
四、多头螺纹加工的注意事项
数控车床加工螺纹时，程序可以通过试车调整得到优化，其中常出现的问题是刀具磨损和打刀。为了提高刀具的使用寿命，保证螺纹的加工精度，应注意以下几点：
（1）在数控机床上车削多线螺纹的关键是分线要准确，其工艺、刀具方面与普通机床基本相同。
（2）每次进给量可以凭经验选取不用查表，这里应注意车螺纹时，螺纹底径应车削到的尺寸。
（3）应保持良好的冷却和润滑。
（4）车削低碳钢、不锈钢等材料时，会出现不易断屑的长条状切屑，应防止其卷入车刀和工件之间，使刀尖受挤压断裂。
（5）在实际加工中，发生过因为打刀而使刀片而后刀体一起损坏的情况，所以有必要增加一个刀位作为备用。
结束语
在数控车床上加工多线螺纹，虽然其加工原理与普通车床基本相同，但数控车床是通过程序指令控制其加工过程，可以实现快速切削和准确分线，还可以通过数控程序一次完成粗、精加工，提高了加工效率，降低了生产成本，减轻了操作者的劳动强度，保证了加工质量。
参考文献：
[1]侯先勤主编：《华中系统数控车床编程与实例》，清华大学出版社 2011.11
[2]王 姬主编：《数控车床编程与加工技术》， 清华大学出版社 2009.10
[3]唐 娟主编：《数控车床编程与操作实训教程》 上海交大出版社 2010.04
浅谈普车梯形螺纹加工 篇11
梯形螺纹是利用很广泛的传动螺纹，分为米制和英制两种。英制梯形螺纹的牙型角为29°，我国常见的是米制梯形螺纹，其牙型角为30°。
1．梯形螺纹标记
梯形螺纹的标记由螺纹代号、公差代号和旋合长度代号组成，彼此间用“—”离开。根据国标规定，梯形螺纹代号由种类代号Tr和螺纹“公称直径×导程”来表示，由于标准对内螺纹小径D1和外螺纹大径只规定了一种公差带(4H、4h)，规定外螺纹小径d3的公差地位永远为h的基础偏差为零。公差等级与中径公差等级数雷同，而对内螺纹大径D4，标准只规定下偏差(即基础偏差)为零，而对上偏差不作规定，因此梯形螺纹仅标记中径公差带，并代表梯形螺纹公差(由表现公差带等级的数字及表现公差带地位的字母组成)。
螺纹的旋合长度分为三组，分辨称为短旋合长度(S)、中旋合长度(N)和长旋合长度(L)。在一般情形下，中等旋合长度(N)用得较多，可以不标注。
梯形螺纹副的公差代号分辨注出内、外螺纹的公差带代号，前面是内螺纹公差带代号，后面是外螺纹公差带代号，中间用斜线分隔。
标记示例：
螺纹代号
单线螺纹：Tr36×6-7H-L
Tr：螺纹种类代号(梯形螺纹)
36：公称直径
6:导程 (对于单线螺纹而言, 导程即为螺距)
7H:内螺纹公差代号
L:旋合长度代号
2. 梯形螺纹的几何尺寸计算
梯形螺纹的计算公式及其参考值：
牙顶间隙：k=0.5mm;公称直径d1=36mm;中径d2=d-0.5p=33mm。
小径：d3=d-2h3=36-2 (0.5*6+0.5)=29mm。
牙高：h3=0.5p+ac=3.5mm。
牙顶宽：a=0.366p=2.196mm。
牙槽底宽：w=0.366p-0.536ac=1.982mm。
牙顶槽宽：a1=6-2.196=3.804mm。
二、梯形螺纹的车削方法（以Tr36×6为例）
车削梯形螺纹与三角螺纹相比，螺距大、牙型角大、切削余量大、切削抗力大，而且精度要求高，加之工件一般都比较长，所以加工难度较大。一般车削梯形螺纹我们用以下几种方法。
1. 直进法
即每一刀都在X向进给，直至牙底处(见下图1)。采用此方法加工梯形螺纹时，螺纹车刀的三个切削刃都要参与切削，导致加工排屑艰苦，切削力和切削热增长，刀头磨损严重，容易产生“扎刀”和“崩刃”现象，因此这种方法不合适大螺距螺纹的加工。
2. 斜进法
螺纹车刀沿牙型一侧平行的方向斜向进刀，直至牙底处，用此方法加工梯形螺纹时，车刀始终只有一个侧刃参与切削，从而使排屑较顺利，刀尖的受热和受力情形有所改良，不易产生“扎刀”等现象。
3. 交叉法
螺纹车刀分辨沿左、右牙型一侧的方向交叉进刀，直至牙底。这种方法与斜进法较类似，利用此方法螺纹车刀的两刃都参与了切削。
以上三种方法加工时的刀具一般采用高速钢材料的刀具，粗、精车各一把刀，且切削是主轴转速不高，在整个切削过程中冷却液一直使用，导致生产效率低，操作者劳动强度大。
在实际生产中对精度要求不是很高的梯形螺纹加工时用硬质合金刀具按着牙形角(角度尺定在29°30′)刃磨, 刀头宽度1.982mm，右侧加一螺旋升角，左侧减去一螺旋升角，主轴转速在400r/min左右，采用直进法加工，应把车床各滑板间隙调整到理想状态，最初时中滑板进刀量为1.2mm, 以后依次递减，直至到螺纹的小径尺寸。因为螺距为6mm，可以被车床丝杠螺距整除，可以抬开合螺母进行退刀;如螺距不能被车床丝杠螺距整除，依据个人的操作熟练情况选择适合的主轴转速来进行加工，但建议最低主轴转速不低于260r/min。在临界螺纹终点距离时，可以用操纵压杆适度控制正转时的转速，但千万不能压得过位(以导致反转)。
当螺纹精度要求较高时，在粗加工时也可采用上述方法，只是刀头宽度应小于牙槽底宽，给精加工留有余量，此时应采用高速钢车刀进行精加工。一般操作者在精加工时主轴转速(正转)选择较低，这样反转回到起刀点时也需等待一段时间，(或是变换较高的主轴转速，到达起刀点后再变换回较慢的主轴转速，很是浪费时间)建议在正车时选一合适的主轴转速(如80r/min)。只是操纵压杆适度控制正转时的转速，使其实际转速低于选用的速度;待退刀时全速回退，能适当提高加工效率，使加工具有连续性。
粗加工时，为减小切削力, 往往采用左右借刀切削法，当采用左右借刀切削法强力车削右旋螺纹时，用右主刀刃切削时刀具承受了工件给它的力, 其中轴向分力Px与刀具的进给方向相同, 刀具把这个轴向分力Px传给了床鞍, 从而推动了床鞍向有间隙一侧做快速猛烈地来回窜动。其结果是使刀具来回窜动并使加工表面产生波纹, 甚至断刀。因次建议用左侧切削刃进行扩槽宽，使加工具有一定的稳定性，提高刀具耐用度。