数控车床梯形螺纹切削及编程方法应用
　　[摘 要] 从梯形螺纹在数控车床中的各种加工方法进行比较，从而找到既能达到加工精度，又便于在数控车床中编程，还能提高加工效率的加工方法。
　　[关键词] 数控车床 梯形螺纹 切削 编程
　　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。
　　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。
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　　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。
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　　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：
　　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
　　M0停车测量
　　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
　　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：
　　G0 U-8.1
　　G32 Z-79 F12
　　G0 U-8.04
　　G32 Z-79 F12
　　G0 U-8.02
　　G32 Z-79 F12
　　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.
　　[3]《车工工艺与技能训练》中国劳动社会保障出版社.
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[梯形丝杠螺母]数控机床加工梯形丝杠螺纹的编程
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数控机床加工梯形丝杠螺纹的编程
　　在目前的数控车床中，梯形丝杠螺纹切削一般有三种加工方法：G32直进式切削方法、G92直进式切削方法和G76斜进式切削方法，由于切削方法的不同，编程方法不同，造成加工误差也不同。我们在操作使用上要仔细分析，争取加工出精度高的零件。
　　1、G32直进式切削方法，由于两侧刃同时工作，切削力较大，而且排削困难，因此在切削时，两切削刃容易磨损。在切削梯形丝杠螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成梯形丝杠螺纹中径产生误差；但是其加工的牙形精度较高，因此一般多用于小螺距螺纹加工。由于其刀具移动切削均靠编程来完成，所以加工程序较长；由于刀刃容易磨损，因此加工中要做到勤测量。
　　2、G92直进式切削方法简化了编程，较G32指令提高了效率。
　　3、G76斜进式切削方法，由于为单侧刃加工，加工刀刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。但由于其为单侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易，并且切削深度为递减式。因此，此加工方法一般适用于大螺距螺纹加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工况较好，在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为方便。在加工较高精度螺纹时，可采用两刀加工完成，既先用G76加工方法进行粗车，然后用G32加工方法精车。但要注意刀具起始点要准确，不然容易乱扣，造成零件报废。
梯形丝杠螺纹加工完成后可以通过观察梯形丝杠螺纹牙型判断螺纹质量及时采取措施，当梯形丝杠螺纹牙顶未尖时，增加刀的切入量反而会使梯形丝杠螺纹大径增大，增大量视材料塑性而定，当牙顶已被削尖时增加刀的切入量则大径成比例减小，根据这一特点要正确对待梯形丝杠螺纹的切入量，防止报废。
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当前篇：数控机床加工梯形丝杠螺纹的编程
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邮编：272103 地址:山东济宁高新区王因镇数控车床上梯形螺纹的宏程序编程与加工
　　梯形螺纹的车削是一个非常重要的技能。梯形螺纹由于牙型高度深,精度要求高,牙型两侧面表面粗糙度值较小等,相对来说车削难度较大,特别是容易产生扎刀和断刀现象。文中介绍了在数控车床上利用宏程序加工梯形螺纹的方法,详细说明了梯形螺纹的计算、刀具选择和宏程序的参数设置方法,并给出了具体加工程序及其解释。文中提供的加工程序具有较高的实用价值。……
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杨应坡摘　要:螺纹是车削加工中常见的加工内容。数控车床的普及大大提高了螺纹的加工精度和生产效率,但对于大螺距的螺纹,由于螺旋槽比较深,车削螺纹时产生的切削力较大,易损坏刀具。通过用B类宏程序控制单一固定循环指令,采用分层斜进的加工方法,精确控制刀具每次车削螺纹起刀点的位置和切削深度,减小了作用在刀具上的切削力,当切削深度到达终点后,可控制刀具只车削螺旋槽侧面,直至中径尺寸符合要求。关键词:数控车床 宏程序 梯形螺纹 程序参数化数控车床在制造业中的广泛应用,不仅减小了车工操作者的劳动强度,而且大大提高了零部件的加工精度和生产效率。但是,对于大螺距或者大导程的螺纹,例如梯形螺纹的加工和蜗杆的加工,如果简单的使用螺纹加工指令,由于切削力大,容易损坏刀具和工件。如果能精确控制刀具切深,可有效地解决这一难题。一、工艺分析梯形螺纹由于螺旋槽较深,切削力较大,通常采用一夹一顶的装夹方式。图1中梯形螺纹部分较短,刚性好,采用三爪卡盘夹持,伸出卡盘的长度应略大于50mm,以刀架或刀具与卡盘不发生干涉为宜,采用一把高速钢车刀分粗精车完成。　　
　　梯形螺纹的牙型高为3.5mm,螺旋槽较深,车削时刀具受力较大,易产生扎刀现象,如何降低刀具受力成为车削的关键。采用G92指令直进法进刀,车刀的三个切削刃都参加切削,随着切削深度的加大,切削力也不断增大,易损坏刀具。采用G76指令斜进法进刀,刀具每次切削时仅有二个切削刃参加切削,减小了作用在刀具上的切削力。但对于大螺距的螺纹,由于螺旋槽深度大,刀具在到达一定深度时,切削力仍然很大,也易损坏刀具。采用斜进法分层车削,如图2所示,刀具在同一切削深度上,切削完一层后,再切第二层,即便是螺旋槽很深,而每次作用在刀具上的切削力并不大,可有效解决车削大螺距螺纹时刀具受力过大的问题。　　　　二、加工准备1.参数计算　　
　　2.刃磨刀具刃磨螺纹刀具符合参数要求,如图3所示,刀头宽度小于牙槽底宽,一般为牙槽底宽的2/3,这里取1.5mm。　　　　三、设计程序　　编程坐标系零设在工件右端面中心处。下面仅介绍螺纹部分的加工程序,该程序采用分层斜进等切深的加工方法,采用循环语句,双层嵌套使用,一层循环控制径向切削的层数,一层循环控制每层切削的刀数。适用于数控车FANUC Series 0i Mate-TD系统。　　O1234;　　M03 S100 T0101;　　G00 X100 Z100;　　#1=6; 螺距6mm　　#2=0.5; 牙顶间隙0.5mm　　#3=1.5; 刀头宽1.5mm　　#4=40; 公称直径为40mm　　#5=0.5; 径向每层切深为0.5mm　　#6=0.2; 轴向进刀每层切削量0.2mm　　#7=45; 螺纹部分长度　　#8=10; 轴向起刀点　　#9=#1-0.366*#1; 外圆处牙槽宽　　#10=0.366*#1-0.536*#2; 牙槽底宽　　#11=0.5#1+#2; 牙型高　　#12=#4-2*#11; 牙底直径　　#13=2*#5*TAN[15]; 径向每层之间的螺旋槽宽度差　　#15=#9-#3-#13; 第一层螺旋槽槽轴向总切削量　　#17=#4-2*#5; 第一层牙槽底的直径　　#19=#8; 切螺纹时的轴向起刀点　　WHILE[#17GE#12] DO 1; 当刀尖坐标大于等于牙底直径时执行DO1至END1之间　　#20=0; 每次轴向起刀点的变化量　　WHILE[#20LE#15] DO 2; 当起刀点的轴向变化量小于等于牙槽轴向切削量时,执行DO2至END2之间的程序段,否则跳出此循环　　G00 X[#4+5] Z[#19-#20];刀尖到达起刀点G92 X[#17] Z[-#7] F#1; 切削螺纹　　#20=#20+#6; 轴向起刀点递减0.2mmEND 2;
摘自： 　　
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