梯形螺纹的车削技巧，技术工程师必备！

梯形螺纹基本要素分析

　　国内的梯形螺纹主要为米制螺纹，相关标准号为GB/T5796.1~4—2005，牙型角为30°，其牙型如图1所示，基本要素的计算式见表2-6。

图1 梯形螺纹牙型图

梯形螺纹结构与车削特点分析

　　梯形螺纹不同于普通螺纹, 其螺距大、切入深, 粗车时容易扎刀。同时, 切削力和切削热大、刀具散热条件差, 限制了切削速度的提高。若仅仅依靠常规的编程指令G32 和G92,按照一般的径向进刀方式进刀, 其结果是三个切削刃同时切削, 对于梯形螺纹的加工非常困难。虽然G76 指令为侧向进刀, 主要为两刃切削, 但对于螺距加大的梯形螺纹, 其切入到一定深度, 同时参与切削刃的长度仍然偏大, 因此, 对于梯形螺纹而言, G76 一般只用于螺距小于3 ~4mm 的单线螺纹加工。对于多线螺纹, 特别是螺距稍大的梯形螺纹, 一般均需在数控系统提供的螺纹加工指令基础上, 通过编程实现类似于普通车床上车梯形螺纹的左、右赶刀, 或分层加工等方式加工。

　　图2 所示为梯形螺纹常见的粗车切削进刀方式。

图2　梯形螺纹常见粗车切削进刀方式

a) 侧向进刀切削法　b) 左右交替切削法　c) 分层切削法　d) 左右分层切削法　e) 车直槽法　f) 车阶梯槽法

　　侧向进刀切削法(图2a) 适合于G76 指令直接编程, 可同时完成粗精车加工, 适合导程(螺距) 小于4mm 螺纹的加工。

　　对于导程(螺距) 大于4mm 的螺纹加工, 一般需采用图2b ~ d 所示的切削方法, 其实际切削刃除第一刀外, 后续各刀基本为两刃切削。图2b 所示为左右交替切削法, 各刀左右交替逐渐切入进刀切削。图2c 所示为分层切削法, 将径向切入深度分层, 每一层又分多刀切削, 适合于导程较大的螺纹加工。图2d 所示为左右分层切削法, 同样将径向切入深度分层,但每一层仅中、左、右三刀切削完成。这几种切削方法一般需借助刀具左右移动指令(G00 或G01), 配合现有螺纹加工指令完成编程。

图3　梯形螺纹精车进刀切削方式

　　对于螺距较大的螺纹, 也可用切槽刀具车槽(直槽或阶梯槽)粗车, 如图2e、f 所示, 然后按图3 所示方式精车。这种方法适用于导程(螺距) 较大螺纹的粗加工。

梯形螺纹分层切削法编程

　　1． 加工原理

　　分层切削法的加工原理如图2c、d 所示, 加工过程中, 除每一层的第一刀是三刃切削外, 其余各刀均避免了三刃切削。也就是说, 每一层第一刀的切削力是最大的, 而且每一层的切削深度是相同的, 那么, 只要第一层的第一刀不扎刀, 后面的加工基本就不再扎刀了。由此可见, 此方法能最大限度地避免三刃切削, 减小刀具的切削面积, 从而减小切削力。在加工时只需根据机床、工件和刀具的刚性, 合理选择切削参数, 就可以完全避免扎刀现象的发生了。

　　2． 需解决的问题

　　每一层切削完进入下一层切削时, 第一刀切入点必须沿轴向偏移一段距离, 最后一刀也沿轴向偏移一段距离, 这两段偏移距离的方向相反。偏移距离Z 等于背吃刀量a_p 与牙型半角α /2 正切函数的乘积, 即Z = a_ptan (α /2)。

　　分层切削法用系统自带的螺纹加工指令G32、G92 和G76 指令无法直接编程, 若用普通程序编程, 由于其只能用常量数值, 不可使用计算式且只能顺序执行, 所编制的程序会繁琐、复杂、易出错, 故常常采用宏程序编程。

更多相关内容可查看《数控加工编程技巧与禁忌》。

-End-

金属加工原创，转载请注明。

本文编辑：Sonya