田春娥

摘要：在數(shù)控車(chē)床上加工梯形螺紋是一個(gè)全新的課題，數(shù)控車(chē)加工梯形螺紋方法多樣，選擇合理的加工參數(shù)和方法，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)也節(jié)省了刀具損耗。本文通過(guò)對(duì)梯形螺紋加工的工藝分析和加工方法的研討，探索出 一套可以在數(shù)控車(chē)床上加工出合格梯形螺紋的方法并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證了其可行性。

關(guān)鍵詞：梯形螺紋 加工方法 宏程序

近年來(lái)數(shù)控大賽受到各方面的重視，其大賽的內(nèi)容也在逐步豐富，加工梯形螺紋課題是普通車(chē)床的生產(chǎn)實(shí)習(xí)過(guò)程中最基本的實(shí)習(xí)課題，現(xiàn)也成為數(shù)控大賽中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。如何在數(shù)控車(chē)床上高效、高質(zhì)量地加工出合格梯形螺紋成為許多指導(dǎo)教師亟待解決的難題。其實(shí)，只要工藝分析合理，使用的加工指令得當(dāng)，完全可以在數(shù)控車(chē)床上加工出合格的梯形螺紋。

一、梯形螺紋加工方法的分析

下面以加工梯形螺紋Tr36×6為例，介紹如何在FANUC Series 0iMate-TC系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床上車(chē)削梯形螺紋。工件如圖所示。

1.切直槽法

此方法粗車(chē)時(shí)先用矩形螺紋車(chē)刀采用直進(jìn)法車(chē)出螺旋直槽，然后用梯形螺紋精車(chē)刀車(chē)兩側(cè)。此方法在切螺旋直槽時(shí)，所用的刀具類(lèi)似于切槽刀，車(chē)螺紋時(shí)，螺紋車(chē)刀刀尖及兩側(cè)刀刃都參加切削，這種方法雖可以獲得比較正確的齒形，操作也很簡(jiǎn)單，但由于刀具三個(gè)切削刃同時(shí)參加切削，振動(dòng)比較大，牙側(cè)容易拉出毛刺，不易得到較好的表面品質(zhì)。而且，由于在螺紋加工中螺紋升角的存在，螺紋旋向一側(cè)的刃磨后角應(yīng)等于工作后角加上螺紋升角（Ψ）。即α=（3°～5°）+Ψ這樣一來(lái)，刀頭強(qiáng)度就更差了，在加工中極易出現(xiàn)扎刀現(xiàn)象，導(dǎo)致刀頭折短、工件彎曲變形甚至報(bào)廢。

2.左右切削法

此方法在橫向進(jìn)刀時(shí)，同時(shí)進(jìn)行左右少量進(jìn)刀（又稱(chēng)趕刀），以避免三個(gè)切削刃同時(shí)參與切削。在實(shí)際操作過(guò)程中，要根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，一邊控制左右進(jìn)給量，一邊觀察切屑情況，既有橫向進(jìn)刀又有縱向趕刀，車(chē)刀對(duì)牙側(cè)必須重復(fù)切削，切削面積較大，因而，加工中切削力較大、切削熱高、排屑困難。加工時(shí)對(duì)縱向趕刀量不好控制，趕刀量太大，切削面積更大，會(huì)因切削力過(guò)大而扎刀；趕刀量太小，容易造成三面切削，此時(shí)切削面積最大，而且排屑困難，更加容易扎刀。此方法對(duì)操作者的素質(zhì)有較高的要求。

3.層切削法

分層切削法是將加工余量均勻的分為若干層，加工完第一刀后，向左或向右趕刀，先將第一層的余量全部去除后，再用相同方法去除第二層余量，如此由外至內(nèi)逐層去除余量。轉(zhuǎn)化成若干個(gè)較淺的梯形槽來(lái)進(jìn)行切削，可以降低車(chē)削難度。每一層的切削都采用左右交替車(chē)削的方法，背吃刀量很小，刀具只需沿左右牙型線切削，梯形螺紋車(chē)刀始終只有一個(gè)側(cè)刃參加切削（如圖），從而使排屑比較順利，刀尖的受力和受熱情況有所改善，因此能加工出較高質(zhì)量的梯形螺紋，且容易掌握，程序簡(jiǎn)短，容易操作。

在多年的數(shù)車(chē)工實(shí)習(xí)教學(xué)中，通過(guò)不斷的摸索、總結(jié)、完善，對(duì)于梯形螺紋的車(chē)削也有了一定的認(rèn)知，筆者認(rèn)為利用宏程序進(jìn)行分層切削，可以很好地解決出現(xiàn)的問(wèn)題。

二、分層加工法的加工原理

從進(jìn)刀方法看，分層切削法在整個(gè)切削過(guò)程中，除每一層的第一刀是三面切削外，其余各刀都避免了三面切削。也就是說(shuō)，每一層的第一刀的切削力是最大的，而且每一層的切削深度是相同的，那么，只要第一層的第一刀不扎刀，后面的加工就不可能再扎刀了。由此可見(jiàn)，此方法能最大限度地避免三面切削，減小刀具的切削面積從而減小切削力。在加工時(shí)只需根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛性，合理選擇切削參數(shù)，就可以完全避免扎刀現(xiàn)象的發(fā)生了。

三、分層加工法的關(guān)鍵技術(shù)

分層切削法加工中，當(dāng)上一層切削完進(jìn)入下一層第一刀切削時(shí)，如果采用直進(jìn)法，刀具對(duì)上層切出的牙側(cè)會(huì)重復(fù)切削，切削面積增大，切削力增加，容易造成扎刀；同時(shí)螺紋中徑減小，會(huì)造成工件報(bào)廢。因此，在進(jìn)層切削時(shí)刀具必須在軸向有一定的讓刀量；同理，每層切削的最后一刀也需要讓刀。這也是分層切削法的關(guān)鍵所在。

從第一層進(jìn)刀至第二層時(shí)，刀尖需從A點(diǎn)進(jìn)至B點(diǎn)，軸向讓刀量Z=每層切削深度×tan（牙型半角）。加工梯形螺紋時(shí)，牙型角α=30°，若每層切削深度ap=0.5mm，則：Z=0.5×tan15°=0.134mm

四、分層加工法的加工程序

以Fanuc 0i mateTC系統(tǒng)為例，圖1所示梯形螺紋的加工程序如下：

O0001；

T0101M03 S300；

G00 X38 Z5；

M08；

#101=36；

#102=0；