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1、 巧用螺纹复合循环指令加工梯形螺纹摘要：在数控车床上加工梯形螺纹是一个全新的课题，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。梯形螺纹的测量分综合测量、三针测量、和单针测量三种。本的实习课题，但在数控车床实习过程中，常常由于加工工艺在普通车床的生产实习过程中，加工梯形螺纹课题是最基方面的原因，却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 关键词：工艺分析 加工方法 测量计算 编程实例本的实习课题，但在数控车床实习过程中，常常由于加工工艺在普通车床的生产实习过程中，加工梯形螺纹课题是最基方面
2、的原因，却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。梯形螺纹的代号一、梯形螺纹加工的工艺分析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Tr366,Tr448LH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图（1），各基本尺寸计算公式如表1。图（1）2.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（如图2a）。
3、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。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
4、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 梯形螺纹各部分名称、代号及计算公式名称代号计算公式牙项间隙acP1.556121444ac0.250.51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、ff=f=0.366p牙槽底宽W、WW=W=0.366p-0.536ac3.梯形螺纹测量梯形螺纹的测量分综合测量、三针测量、和单针测量三种。图
5、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。待添加的隐藏文字内容21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
6、f=0.366P=2.196牙底宽W=0.366P-0.536ac =2.196-0.268=1.9283.1mm的测量棒测量其梯形螺纹中径，则其测量尺寸的结果M=d2+4.864dD-1.866P=2.196-0.268=1.928=32.88,根据中径公差确定其公差，则M=32.88-0.118 -0.453；2.螺纹复合循环G76指令 G76：螺纹复合循环格式：G76 P（m）（r）（a） Q（dmin） R（d） G76 X（U） Z（W） R（i） P（k） Q（d） F（l）其中：m：精加工重复次数（199）。r：倒角量。当螺距由L表示时，可以从0.0L到9.9L设定，单位为0.1
7、L（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=1.2L，a=60，指定如下（L是螺距）：P021260dmin：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。d：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； M03 S400；T0101；G0X50;Z5;G01 X37 Z3 F0.2； 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
8、倍螺距,牙型角为30，最小切深为0.05mm。)G76 X28.75 Z-40.0 P3500 Q600 F6.0；（设定螺纹高为3.5mm，第一刀切深为0.6mm。）G00 X150； 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：G76 X28.75 Z-40.0 K3500 D600 F6.0 A30.0 P2；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。4.计算Z向刀具偏置值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
9、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=，则AO1=/2如图5所示，四边形O1O2CE为平行四边形，则AO1O2BCE，AO2=EB。CEF为等腰三角形，则EF=2EB=2AO2。AO2=AO1tan(AO1O2)=tan15/2 Z向偏置量EF=2AO2=tan15=0.268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5 Z向刀具偏置值的计算三、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.合理选择梯形螺纹的加工指令，通常选G76指令。2.准确设定G76指令的参数值，这些值通常通过对梯形螺纹的分析计算获得。3.根据初步测量得出的中径值，精确计算出Z向刀具偏置值，从而准确控制梯形螺纹的中径值。参考文献 1.徐国权.数控加工技术.中国劳动社会保障出版社，2005 2.张伟.车工工艺学.中国劳动社会保障出版社，1996
