梯形螺纹加工论文

梯形螺纹加工论文（精选9篇）

梯形螺纹加工论文 篇1

梯形螺纹在生产中广泛用于传递动力, 所以精度要求高, 如果用普通车床加工, 则要采用开倒顺车的方法, 然后要不断的进给中滑板、偏移小滑板, 操作步骤繁琐, 容易产生误差, 加工效率低。如果采用数控车床加工梯形螺纹, 用宏程序控制螺纹车刀的刀具路径, 就可以提高加工效率, 加工出高精度的螺纹, 具有普通车床难以比拟的优点。

举例:加工如图1所示梯形螺纹零件, 已知坯料为45钢、直径φ46mm棒料, 要求编写完整的梯形螺纹加工程序。

1、车梯形螺纹的进刀方法分析

加工梯形螺纹的进刀方法通常有以下四种:直进法、左右切削法、车直槽法和车阶梯槽法。具体的刀具进给方式如图2所示。这些传统的螺纹车削方法, 因为刀具进给的不确定性, 很难编写数控程序, 而且当螺纹尺寸、类型发生变化时, 也很难通过修改程序中的几个参数就达改型的目的。本文将采用下面第五种方式, 分层切削法来克服传统方法的弊病, 如图3所示。这种方法是先在X方向上分层, 然后每一层在Z方向上再分几次从右向左进刀, 完成粗加工后, 最后对螺纹两侧进行精加工。这种加工方法刀具切削阻力小, 振动小, 可以防止“扎刀”, “断刀”, 加工精度高。另外, 这种切削方法, 刀尖点的运动比较有规律, 容易采用数控编程进行控制。本文就是按照这种进刀方法, 用宏程序来实现对刀具路径的控制。

2、工艺分析与变量赋值

2.1 车刀的选择

数控编程时确定切削深度、进给量要考虑刀具能否承受起切削力和切削热的作用, 能否车出光滑的零件表面。完整车削本零件需要四把刀: (1) T0101硬质合金右偏刀, (2) T0202硬质合金切槽刀, 刀宽B2=4.5mm (编程时用左刀尖点) , (3) T0303高速钢梯形螺纹粗车刀, (4) T0404高速钢梯形螺纹精车刀。

梯形螺纹一般采用低速车削, 使用高速钢车刀容易车出光滑的表面, 螺纹刀分为粗车刀和精车刀。梯形螺纹槽底宽W=0.366P-0.536ac=0.366×7-0.5×0.536=2.294mm, 牙型角为30°, 粗车刀刀宽值应略小于槽底宽W, 所以取粗车刀刀宽B3=2 m m, 刀尖角应略小于牙型角, 取ε3=2 9°, 精车刀刀宽取B4=2.2 m m, 刀尖角ε4=30°, 粗、精车刀均采用左刀尖点编程。

2.2 梯形螺纹各部分尺寸计算及宏程序变量赋值如表1

2.3 分析螺纹牙槽轮廓线X坐标与Z坐标的关系

图4所示为梯形螺纹槽的剖面图, AB、CD是牙槽两侧轮廓线, E点为中径上的点, 工件编程坐标系的原点是工件回转中心与梯形槽中心线的交点, X、Z轴的方向如图4所示。轮廓线AB上任意一点的X坐标与Z坐标的关系式是:Z=#2/4+tan15°× (X-#7) /2, 在编程过程中, 始终要控制刀尖在A B、C D两条线内, 不能超过AB、CD两条线, 否则就会“乱扣”。每次循环, 先进行X方向的余量判断和进刀 (分层) , 再进行Z方向的判断和偏移 (切削) 。对变量#1 2和#1 3的控制是宏程序编程的关键。

3、编程

本文采用法兰克数控系统的编程指令, 编程坐标系的原点是工件右端面回转中心, 如图1所示。编程如下:

4、结语

(1) 本文介绍了梯形螺纹宏程序编程加工方法, 虽然一开始比较麻烦, 尤其是变量值的计算、逻辑语句的判断, 比较繁琐, 但这只是一次性的, 如果以后再加工不同尺寸的梯形螺纹, 只要修改变量#1、#2、#4、#1 4数值即可使用本程序, 刀宽改变时修改#3数值即可。

(2) 本文中的宏程序相对G76指令而言也有优点, 本宏程序不用每换一种螺纹 (包括尺寸、类型) 就要计算一次数据, 而G76每换一次螺纹就要计算一次, G76格式长计算麻烦, 况且G76车出的螺纹比较粗糙, 要用G 9 2精车配合。所以从这点上说, 本文中的宏程序比G76好用。

(3) 对于其他不同类型的螺纹, 例如三角螺纹、蜗杆等的加工, 本宏程序也有一定的参考价值。

浅谈车工实训项目梯形螺纹的加工 篇2

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.

梯形螺纹的数控加工 篇3

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.

左右车削法车梯形螺纹 篇4

关键词：左右车削法；梯形螺纹；螺旋升角；借刀

梯形螺纹是螺纹的一种，牙型角为30度，内外螺纹以锥面贴紧不易松动。我国标准规定30°梯形螺纹代号用“Tr”及公称直径×螺距表示，左旋螺纹需在尺寸规格之后加注“LH”，右旋则不注出。梯形螺纹的工件螺距和牙型都大，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，切削余量大。这就导致了梯形螺纹的车削加工难度较大，本人在多年的车工实习教学中，通过不断的摸索、总结、对于梯形螺纹的车削也有了一定的认知，在此谈谈左右车削法车削梯形螺纹时的几点心得体会。

一、梯形螺纹车刀的刃磨要求

（一）高速钢右旋梯形螺纹车刀（以Tr42×6螺纹的车刀为例）。为保证牙型角正确，两侧切削刃之间的夹角略大于牙型角，刀头宽度仍可略小于牙槽底宽，略比粗车时宽一些 ，取1.5mm，以利于螺纹底面和两侧面的加工，并保证两侧面的表面表糙度达到要求，后角均可略取大些，αo前=5°、γ右>（3°-5°）-a°、γ左>（3°-5°）+a°，a为螺旋升角；如是左旋螺纹，则γ右与γ左刚好相反。

二、工件的装夹

为了提高效率，大余量地车削梯形螺纹，在满足工件技术要求前提下，一般粗、精车都用一夹一顶装夹。

三、车刀的装夹

车刀主切削刃必须与工件轴线等高（用弹性刀杆应高于轴线约0.2mm）同时应和工件轴线平行。刀头的角平分线要垂直与工件的轴线。用样板找正装夹，以免产生螺纹半角误差。

四、车床的选择和调整

1、挑选精度较高，磨损较少的机床，正确调整机床各处间隙，对床鞍、中小滑板的配合部分进行检查和调整、注意控制机床主轴的轴向窜动、径向圆跳动

五、梯形螺纹的车削方法及测量

学生练习时，先练习车P=2.5的三角螺纹，采用的是直进法车削。

最后练习车P=6的梯形螺纹，采用的是左右车削法，方便学生进行比较。现以车Tr42×6-7h螺纹来介绍我是如何指导学生用左右车削法车削梯形螺纹的。

（一）将螺纹大径（略小0.15左右）和两端倒角（2X15°）车好，然后将梯形螺纹粗车刀对到工件外圆上，将中滑板调至零位，同时小滑板朝前进方向消除间隙后对零。此举目的是方便学生记住刻度，不易出错。

（二）以直进法车螺纹。由于粗车刀刃磨得锋利又耐用，可加大切削深度。如Tr42×6的螺纹，螺纹牙型高度h3=0.5P+ac ，Ac为间隙量取0.5mm，牙高h3=0.5P+ac=0.5x6+0.5=3.5mm；直径方向为7mm，可第一刀进1.5mm，第二刀1mm，第三刀0.5mm，共计3mm（此时因刀具三刃受力，难以继续采用大切削深度的直进法车削，如继续切削则会产生卡刀现象，开始使用左右借刀法）。

（三）用游标卡尺测量此时牙顶宽，将测量牙顶宽减去理论牙顶宽（W=2.196≈2.2），再减去所留两侧精车余量（0.2～0.4左右，精车余量以两侧面表面粗糙情况而定，表面光洁时取0.2mm，表面粗糙时取0.4mm），这就是借刀的余量，将这个余量除以2，就是每侧借刀的量。例如：我现测得牙顶宽为4.4mm，则我应向左边借刀的量是[（4.4-2.2）-0.3]/2=0.95mm。当我仍以进刀深度为3mm，向左借刀量为0.95mm车时，梯形螺纹刀只有左侧刃在切削，这个时候只有2条切削刃在受力，切削力不会太大。车完左边借刀的一刀，将小滑板先退后进（消除空行程）对应地在零线右边借刀0.95mm车一刀（也可分两至三刀将借刀量0.95车完），车完后，将小滑板再次对零。此时刀具就落在车宽的槽中间。

（四）再以直进法车螺纹，由于刀头宽度1.5

（五）最后又以直进法车螺纹。第一刀进刀深度为0.5mm，第二刀0.3mm，第三刀0.2mm，第四刀0.1mm。经过2、3、4、5步的车削螺纹共车深7mm，然后如4步将左侧面借刀至整个侧面车起，同样再将右侧面减刀车起，至此粗车完成。

（六）换上螺纹精车刀，将它在螺纹大径上对刀，并将中滑板刻度盘对零。由于精车刀刀头宽度仍小于牙槽底宽，故精车刀可落到槽底，目测使精车刀处于槽中间，看此时刻度盘值，然后以每次进刀0.1～0.2mm，将总进刀深度车至7～7.4mm（因应车深度为牙高3.5mm，大径小径偏差0～0.419mm，二者之和7+（0～0.419）=（7-7.4）mm），而粗车时已车切削深度7.0mm，，故实际只需进刀0.1～0.2mm。当牙底车起车平后，又向左侧赶刀，每次0.1～0.05mm，至将左侧面全部车起、车平，然后以低速进0.02mm或走空刀（中、小滑板均不进刀），将左侧车至光洁度达到要求，再将螺纹刀直接退至右边车右侧面，每车一刀就用游标卡尺量一量牙顶宽，当牙顶宽接近2.2mm时，再用三针测量其M值。当M值合格时，螺纹中径即合格。

三针测量法是测量外螺纹中经的一种比较精密的方法。适用于测量一些精度要求较高、螺纹升角小于4?的螺纹工件。测量时把三根直径相等的量针放在螺纹相对应的螺旋槽中，用千分尺量出两边量针顶点之间的距离M。

（七）至此梯形螺纹加工完毕。在整个加工过程中，粗加工大约用16～24刀，约需时间15分钟左右，精加工8～12刀左右。而且由于每次车削参加切削的刃不太长，所受的切削力不太大，故切削过程平稳，不会出现扎刀的现象，更不会打刀。从而保证车梯形螺纹的快速和稳定。

参考文献：

[1] 车工工艺学（'96新版）[M].中国社会劳动保障出版社，1997（5）.

[2]机械切削工技能[M].机械工业出版社，2004（7）.

浅谈普车梯形螺纹加工 篇5

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。

梯形螺纹加工论文 篇6

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.

不规则长螺母内梯形螺纹加工探讨 篇7

使用螺杆和螺母组成的螺旋副是机械传动中非常重要的一个组成环节。尤其在旧式机床中使用极为普遍, 这种机床的螺杆螺母传动经常需要在较长的时间连续工作, 并且要求具有较高的传动精度;如果机床为重型机床, 则需要相应增加螺母高度来减少内梯形螺纹单位面积上的压力。高度增加, 形状不规则势必给加工制造带来诸多难题。图1为修复某旧国外进口重型立式磨床时, 需重新制做2个Z轴方向进给机构中的螺母简图。

1 零件分析

毛坯是铸铜件。主要加工部位为A、B基准面和Tr90×16-7H梯形螺纹, 主要保证梯形螺纹与A基准面的平行度0.02和与B基准面的垂直度0.02 mm。该零件形状不规则, 装夹困难, 并且相对于螺纹中心为轴时, 质量分布不均匀, 加工状态不稳定, 容易造成危险, 再加上加工该梯形螺纹的车刀刀杆悬伸长、刚性差, 车削时切削面积大, 切削更不平稳, 同时又由于让刀而容易产生锥度, 加工出的内螺纹精度与表面粗糙度均难以保证, 零件Tr90×16-7H梯形螺纹与A、B基准的形位公差更难以保证。

2 加工工艺方案选择

经过对零件进行认真的分析, 主要考虑了以下两种工艺方案:

工艺方案一:1) 划出梯形螺纹, A、B基准加工线;2) 粗铣A、B基准, 粗镗梯形螺纹内孔;3) 精铣A、B基准, 支6-M16螺纹孔印子;4) 钻、攻A基准6-M16螺纹;5) 上组合夹具, 用零件底面6-M16螺纹拼紧于组合夹具上, 校正A、B基准直线度0.01, 镗梯形螺纹底孔, 车梯形螺纹至尺寸, 组合夹具具体装夹方式见图2。

工艺方案二:1) 划出梯形螺纹, A、B基准加工线;2) 粗铣A、B基准及B基准相对面, 粗镗梯形螺纹内孔;3) 精铣A、B基准及B基准相对面, 支6-M16螺纹孔印子, 在两端面上钻4-M8工艺螺纹孔;4) 钻、攻A基准6-M16螺纹及两端面上4-M8工艺螺纹孔;5) 上圆形夹具拼紧于零件两端面工艺螺纹孔上, 一端三爪夹住, 另一端搭中心架;校正两圆形夹具外圆同轴度0.01 mm兼顾A、B基准直线度0.01 mm, 镗梯形螺纹底孔, 车梯形螺纹至尺寸。具体装夹方式见图3。

工艺方案选择如下:工艺方案二结构上较为简单, 但因为圆形夹具相对于梯形螺纹内孔无径向定位基准, 校正两外圆同轴0.01及兼顾A、B基准直线度0.01异常困难, 还需在零件两端面打工艺螺纹孔, 所以决定采用结构偏复杂, 校正相对简单的工艺方案一。

3 车梯形螺纹内孔时注意事项

由于该零件内梯形螺纹螺距大, 在加工时使用专用淬火刀杆分粗车、精车Tr90×16-7H内螺纹。在粗车时吃刀深度不宜过大, 尽量防止让刀和产生振动。在精车时, 主轴速度放慢, 吃刀深度要小, 车削过程中多走几次空刀, 以消除粗车时产生的锥度和振纹, 保证螺纹的精度和粗糙度。接近螺纹控制尺寸时, 应经常用螺纹塞规进行检查。

4 结语

梯形螺纹加工论文 篇8

梯形螺纹是应用广泛的一种传动螺纹, 梯形螺纹分米制和英制两种, 米制梯形螺纹牙型角为30°, 英制梯形螺纹的牙型角为29°, 我国常用的是米制梯形螺纹。梯形螺纹螺距较大、螺纹槽深, 所以加工难度较大。如果编程时只用G92 直进法加工很难避免扎刀、螺纹两侧表面粗糙度差、尺寸精度低等现象, 采用G76 斜进式切削方法和分层进刀左右切削法则可以改善这些不良现象, 提高加工质量。在数控车床上使用G76 斜进式切削方法和子程序编程分层左右切削法加工梯形螺纹, 由于采用轮流切削, 加工时只有刀尖前刀刃和单刀刃切削, 不加工的刀刃和牙侧面间隙较大, 切削力小、排屑容易, 不容易产生扎刀, 加工安全性高; 而且粗车、精车分得比较细, 精度和表面粗糙度容易控制, 常用于精度和表面粗糙度要求较高的梯形螺纹加工。下面以一个实例来分析探索米制梯形螺纹加工的过程和保证质量的关键要素。

1 加工任务描述

如图所示, 试在数控车床上加工出合格的梯形螺纹零件。

2 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=330-0.355;

牙高h3=0.5P+ac=3.5;

小径d3=d-2 h3=29, 查表确定其公差, 故d3=290-0.419;

牙顶宽f = 0.366P = 2. 196;

牙底宽W=0.366P-0.536ac=2.196-0.268=1.928。

3 加工工艺分析

3. 1 加工步骤

(1) 选右端面和轴心线的交点为编程原点。 (2) 夹持外圆, 卡盘爪外伸长度65 mm左右, 校正并夹紧。 (3) 用45°刀手动车削端面, 钻中心孔; 用尾座顶尖支撑工件成一夹一顶装卡。精度要求高时, 用四爪单动卡盘一夹一顶百分表找正装卡。 (4) 用T0101 ( 93°外圆车刀、刀尖角55°) 编程对刀, 粗车、精车至螺纹大径d = 360- 0. 375mm。 (5) 用T0202 ( 切槽刀) 编程对刀切槽。 (6) 用45°刀手动切倒角。 (7) 粗车、精车梯形螺纹Tr36 × 6 - 7h, 小径车至d3= 290- 0. 419mm要求。 (8) 用三针测量法检测直至加工合格。

3. 2 注意事项

(1) 刃磨梯形螺纹车刀时保证刀尖角和牙型角一致, 刀尖宽度必须小于槽底宽, 本实例推荐: G76 斜进式切削方法刀尖宽度f = 1. 7 mm, 子程序编程分层左右切削法刀尖宽度f = 1. 5 mm; 径向前角为0°, 径向后角取5° ~ 8°; 两侧后角进刀方向为 ( 3° ~ 7°) + ψ, 背进刀方向为 ( 3° ~7°) - ψ; 螺纹升角 ψ = tan- 1[ ( n P) / ( ∏d2) ]= 3. 314°; 用对刀样板等工具保证车刀装夹准确牢固。 (2) 高速钢车刀必须用切削液, 切削液要在切削前打开。 (3) 加工几个件后要对车刀进行详细几何测量。 (4) 车削梯形螺纹时, 因螺距较大, 造成每转进给量大, 所以都要选择较小的主轴转速、背吃刀量, 防止变形, 充分加注切削液。 (5) 不允许用棉纱揩擦工件, 以防发生安全事故。

3. 3编程与加工技巧

(1) G76 斜进法加工, 切深按照公式连续变化的, 所以第一刀不可以太大, 否则就会扎刀。根据经验, 该螺纹应该切削70 次, 牙高3. 5, 所以n = 1 时, , 应当进位, 否则需71 次, 第一刀切深为: 0. 420 mm。螺距大的, 降低第一刀切深, 增加切削次数。 (2) 螺距小的可分为粗车、半精车、精车; 螺距大的可分为粗车、半粗车、半精车、精车。 (3) 分层吃刀左右切削法刀具进给路线分析: 在调用一次子程序时, 车刀进一个切削深度在左侧车一刀后向左移动一个间隙再车一刀, 完成这一层的切削, 切削一刀后右移回到定位点; 再调用一次子程序时, 车刀又进入一个切削深度在左侧车一刀后向左移动一个间隙再车一刀, 完成第二层切削, 右移回到定位点; 同理, 一层一层的继续, 直到梯形螺纹完成要求。切削时只向一边移动是为了将刀架滚珠丝杠与螺母的间隙始终留在加工的反方向一侧, 避免间隙误差。编制和调用子程序, 可以采用一重子程序, 也可以采用多重子程序。

4 参考程序

(1) G76 斜进法加工梯形螺纹的完整程序如表1:

(2) 子程序分层左右切削加工梯形螺纹完整程序如表2 (FANUC系统为例, 梯形螺纹刀T0303左刀尖为对刀编程点) :

5 三针测量法在线检测

M值及量针直径的简化计算公式和量针直径表格如表3:

用三针测量Tr36×6-7h梯形螺纹中径, 量针直径dD和千分尺读数M值为:

量针直径:dD=0.518P=0.518×6=3.108 mm;

选用量针直径:dD=3.177 mm;

螺纹中径:d2=d-0.5P=36 mm-0.5×6 mm=33 mm;

梯形螺纹中径尺寸和上、下偏差为: d2= 330- 0. 355;

M值:M=d2+4.864 dD-1.866P=33 mm+4.864×3.177 mm-1.866×6 mm=37.257 mm合格中径允许的极限偏差, 千分尺的读数M值应为36.902~37.257 mm。

6 结论

通过以上的实例分析我们可以得出结论, 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) 合理安排加工梯形螺纹的切削方法, 选择梯形螺纹的加工指令, 通常用G76 斜进法和子程序设计分层进刀左右切削法两种方法中的任一种。

(2) 准确设定G76 或G92 指令的参数值, 这些值通常通过对标准梯形螺纹几何尺寸及公差的分析计算获得, 按照指令要求格式填入。

(3) 用精度较高的三针测量法在线检测螺纹的精度参数, 通过磨耗补偿设置控制精加工量, 从而准确控制梯形螺纹的中径值, 直到加工合格为止。

参考文献

梯形螺纹加工论文 篇9

关键词：变速车削,数控加工,梯形螺纹,精度控制

梯形螺纹牙形角为30度, 内径与外径处有相等间隙。广泛应用于螺旋传动中, 加工工艺性好, 牙根强度高, 对中等强度, 如车床上的长丝杠和中小滑板的丝杠等都是梯形螺纹, 而实际上梯形螺纹的加工难度虽然并不是特别大, 但加工精度和粗糙度较难符合要求, 而且加工步骤比较繁琐。梯形螺纹牙型深, 加工中容易出现三面切削, 引起震动和扎刀。同时参加切削的刀刃长度大, 因此切削热及切削力也大, 由于切削力的过大导致刀尖磨损, 影响加工精度。文章就针对梯形螺纹, 利用经济型GSK980TD数控车床讲述其制造的一般过程, 同时介绍在实际生产中总结出的一些经验, 从而提高梯形螺纹加工精度和牙形粗糙度, 并提高生产效率。

1梯形螺纹的参数应用

根据DIN103-1 (1977-04) 查表, 梯形螺纹代号用“Tr”和公称直径×螺距表示, 左旋螺纹需在尺寸规格之后加注“LH”, 右旋则不需注出。

假如Tr36×6;Tr44×8LH等。各基本尺寸名称, 代号及计算公式查表如下:

牙型角ɑ=30°, 螺距P由螺纹标准查表确定, P=6-12, ac=0.5;

外螺纹:大径d为公称直径, 中径d2=d-0.5P=33, 小径d3=d-2h3=29, 牙高h3=0.5p+ac=3.5。

内螺纹:大径D4=d+2ac=37, 中径D2=d2, 小径D1=d-p=30, 牙高H4=h3=3.5, 牙顶宽等于牙槽底宽w=0.366p-0.54ac=1.93

螺纹升角ψ:tgψ=p/πd2

其中特别要注意的是我们在加工梯形螺纹时除了要保证小径和中径的尺寸控制, 同时还需保证牙顶宽和牙槽宽的尺寸, 因此加工难度较大。

2梯形螺纹的一般加工方法

我们以加工梯形外螺纹Tr36×6为例, 一般加工方法采用低速车削, 分刀车削的方法, 其具体方法为:

(1) 将转速调至25r/min, 选用粗车刀 (30度螺纹车刀) , 粗车及半精车螺纹大径至尺寸, 并倒角至槽底与断面成15度, 这在数控车床上极易完成。

(2) 采用刀头宽度稍小于槽底宽的切槽刀直进法粗车螺纹, 每边留0.25到0.35mm左右的Z方向余量, 其小径用补刀的方式车至尺寸。

(3) 利用修改刀补Z方向留下的余量的方法, 每次W-0.05到W-0.1左右的精车量, 右侧牙形面则将改为W0.05到W0.1。精车牙形的两侧面至牙顶宽和牙槽宽至合格尺寸和表面粗糙度。

这种加工方法能加工到较精准的螺纹规格, 但加工速度很慢, 很难达到生产需要。 (如图1)

3采用变速车削加工梯形螺纹

在实际生产中, 我们会采用各种方法来改变加工工艺, 尽量使生产效率提高, 粗车螺纹使用较高的转速加工, 精车时将转速调低, 经过调试后, 测得从粗车到精车偏移的距离。从而完成一套加工梯形螺纹的特殊加工工艺, 这样比一般加工梯形螺纹效率会高得多。在数控车床上车削梯形螺纹工件, 高速车削时螺纹的表面粗糙度较差, 达不到需要的要求, 同时由于三个刀刃同时参与切削, 切削力很大, 容易引起振动。低速车削时生产效率却很低, 而直接从高速变成低速车削时则会导致螺纹乱牙。经过试验, 变速车削时可以先用粗车刀以较高转速车削外形, 保证大径, 中径与小径从而提高生产效率。再用精车刀以低速来精车及修光, 保证牙形角, 牙顶宽与牙底宽, 并很好地控制螺纹的尺寸精度和表面粗糙度。但从高速粗车到低速精车的过程中, 我们需要调试相关数据, 完成过渡。

我们以加工梯形外螺纹Tr36×6为例, 用GSK980TD系统数控车床变速车削梯形螺纹。车削的梯形螺纹工件如图1所示。由于此梯形螺纹的螺距中等, 可采用斜进搭配刀法加工, GSK980TD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, 粗车梯形螺纹时的编程如下, 留出精车余量。

粗车前, 将X方向留精加工余量X0.5, 将车床转速调至560r/min用粗车刀粗车, 完成后, 牙顶宽和牙槽底宽均没有达到要求。假如此时将转速直接调至低速用O0001 (粗车程序) 精车, 就会发生乱牙, 甚至发生崩刃或撞刀事故。我们在低速车削时车刀进给速度很慢, 可以用肉眼来判断车削时螺纹车刀与螺纹牙形槽是否对齐, 具体操作方法如下:

(1) 粗车后我们将粗车刀停在位置X200 Z5处, 此时在刀补介面下输入磨损U8后执行, 即改变了坐标系, 这时将坐标系原点沿X轴正方向移动了4mm, 这时刀尖位置稍大于一个牙高的距离。然后将车床主轴转速调低, 比如调到25r/min, 重新运行O0001 (粗车程序) , 这时精车刀车不到梯形螺纹表面, 在接近螺纹表面的位置移动。如图2所示。

(2) 我们用肉眼可以看出梯形螺纹车刀与牙槽偏移了一小段距离, 如图2所示, 这时我们需要调试将车刀对回牙形槽内。我们通过修改O0001 (粗车程序) 中的起始点来调节车刀对回牙形槽内, 即修改上述程序段G0 X38 Z0中的Z0。我们通过肉眼判定出需要调整的大概距离, 调试过程中可先将Z0改为-1, 然后运行程序, 发现车刀与之前粗车后的梯形螺纹槽没有完全对正。则我们还需要再修改程序中的Z值, 最终直至判定车刀与梯形螺纹槽对正为止。

(3) 完成基本调试后, 需要将工件坐标系调回粗车时的工件坐标系执行O0001 (粗车程序) 以检验调试是否合理。这时在刀补界面下, 执行磨损U-8, 则修复为原来的粗车工件坐标系, 这时重新运行O0001 (粗车程序) , 就可以低速精车梯形螺纹了。如果精车刀有碰到牙形任何一个侧面, 我们即判断调试失败, 需重新粗车梯形螺纹, 并再执行第二步调试工作, 当在运行状态下刀具与牙形完全一致不会碰到牙形任何一个侧面时为调试完成。经过多次调试得出结论, 就梯形外螺纹Tr36×6为例当车床主轴转速从560r/min变速到25r min时梯形螺纹车刀在Z轴上需向左偏移1.8mm。

(4) 最后需将小径尺寸车到尺寸位置, 并调试左右进刀法, 精车螺纹两侧面时需偏移的数据来完成牙顶宽和牙底宽的要求。通过修改刀补表中的U值, 我们可以控制中径尺寸, 保证小径尺寸, 用三针测量法, 通过计算千分尺读数值M的公式为M=d2+4.864d D-1.866P, 其中d D是量针直径d D=0.518P, 从而保证出中径尺寸, 调试得出, 左右精修两侧面均应偏移0.26mm来完成牙顶宽和牙底宽的要求。

4调试结论

经过几次的验证加工, 我们可以得出变速加工梯形螺纹的一些经验结论。

(1) 将车床主轴转速调成560r/min, 用粗车刀和程序粗车。

(2) 将车床主轴转速调成25r/min, 将定位坐标, 改为G0 X38Z-1.8。用精车刀程序精修左右两个面完成精车, 测量得出中径尺寸, 牙顶宽和牙槽宽均达到要求。具体精车程序如下:

我们利用这两个步骤可以高效率地加工出梯形螺纹。

5几点注意事项

(1) 切削时需加切削液, 一般情况需要加顶尖以防震动影响表面粗糙度。 (2) 车削梯形螺纹过程中, 不允许用棉纱揩擦工件, 以防发生安全事故。 (3) 梯形螺纹精车刀两侧刃应刃磨平直, 刀刃应保持锋利。 (4) 精车前, 最好重新修正中心孔, 以保证螺纹的同轴精度。 (5) 车螺纹时, 应选择较小的切削用量, 以减少工件的变形, 同时应充分加注切削液。 (6) 一夹一顶装夹工件时, 尾座套筒不能伸出太短, 以防止车刀退刀时床鞍与尾座相碰。

6结束语

实际的加工证实, 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。通过试验得出加工数据, 再大批量地生产, 得到很好的应用。

参考文献

[1][德]乌尔里希.简明机械手册 (中文版第二版) [M].菲舍尔, 云忠, 杨放琼译, 湖南科学技术出版社.

[2]史巧凤, 孙喜兵, 顾俊杰, 等.车工技能训练 (第五版) [M].中国劳动社会保障出版社.