数控车应用宏程序车削梯形螺纹

梯形螺纹的数控车削加工摘要：梯形螺纹的加工是数控车削的一个难点, 针对在数控车床加工梯形螺纹时容易出现扎刀等现象，本文介绍使用GSK980TDa系统的数控车床，运用调用子程序和编制宏程序两种编程方法，对梯形螺纹进行分层切削加工，较好的解决了加工过程中梯形螺纹车刀各切削刃的受力分配问题，有效避免了扎刀现象，为数控车削梯形螺纹提供一个实用的加工方法。

关键词：梯形螺纹；数控车削；宏程序；调用子程序；分层切削法一、前言梯形螺纹在传动中应用越来越广泛, 精度要求越来越高, 这就对梯形螺纹提出了高精度高效率的制造要求。

在车床上加工梯形螺纹是一项技术难度较高的工作, 梯形螺纹的车削在普通车床上应用比较广泛, 但要求工人要有比较熟练的操作技巧, 劳动强度大，螺纹加工的精度和效率受人为因素影响比较大，废品率较高。

数控车床稳定的高精度加工性能为梯形螺纹的车削提供了良好的加工基础, 但在数车上加工梯形螺纹编程与控制比较困难, 因此有人错误地认为数车不适合用来车削梯形螺纹, 实际上如果所编制的梯形螺纹加工程序工艺合理, 在数车上车削梯形螺纹也会取得很好的效果。

二、数控车加工梯形螺纹的难点1．数控车不能直接使用普通车床的梯形螺纹加工方法普通车床所使用的梯形螺纹加工方法如左右切削法、直槽法、阶梯槽法等都不能直接用于数控车。

因为数控车取消了普通车床上的机械传动链，通过装在主轴末端的同步传动带与主轴脉冲编码器连接，从而构成了主轴与大滑板传动丝杆之间的传动链。

主轴脉冲编码器在车螺纹时，同时输出两路信号：一路是按编程人员在加工程序中给定的主轴转速和螺距值，确定伺服电机的转速，保证主轴和伺服电机两种转速形成严格的传动比；另一路是控制彳轴的定位，保证螺纹车刀在多次循环切削过程中，车刀刀尖始终在螺旋槽内而不乱牙。

如果在加工过程中因出现扎刀或刀具损坏需要更换螺纹车刀而使数控车床停止旋转时，主轴脉冲编码器停止工作，上述两路信号停止输出，此时重新安装的螺纹车刀就很难准确地落在前一把螺纹车刀车出的螺旋槽内，从而加大对刀难度，甚至出现乱牙现象。

梯形螺纹在数控车床上的变速车削加工，很实用的技巧我们知道，在数控车床上车削梯形螺纹工件，高速车削时不能很好地保证螺纹的表面粗糙度，达不到加工的要求，低速车削时生产效率又很低，而直接从高速变为低速车削时则会导致螺纹乱牙。

本人经过试验，变速车削时的乱牙问题可以用一种简单实用的方法加以解决，车削螺纹时可以先用较高转速车削，再用低速来精车及修光，从而提高了生产效率，并很好地保证了螺纹的尺寸精度和表面粗糙度。

变速车削梯形螺纹的方法 1下面以加工梯形螺纹Tr36×6为例，介绍如何在CST980T系统的数控车床上变速车削梯形螺纹。

车削的梯形螺纹工件如图1所示。

由于此梯形螺纹的螺距较小，可采用斜进搭配刀法加工，因GSK980T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，粗车梯形螺纹时编程如下，留出精车余量。

G00 X40 Z-20；G76 P010030 Q80 R0.05；G76 X29 Z-85 P3500 Q100 F6；G00 X200 Z50；粗车完成后，如果此时将转速直接调到低速调用原程序精车，则一定会乱牙，发生崩刃或撞车事故，故我们在低速车削之前要解决车刀乱牙问题。

考虑到低速车削时车刀进给速度很慢，我们可以用肉眼来观察车削时螺纹车刀与螺纹牙形槽是否对准，具体操作方法如下：(1)改变工件坐标系，使车刀车螺纹时不接触工件表面，粗车后将粗车刀停在位置X200 Z50处，此时在录入方式下输入G50 X192后执行，即改变了坐标系，相当于将坐标系原点沿X轴正方向移动了4mm，也就是稍大于一个牙高的距离。

此时将车床主轴转速调低，如调到25r/min，重新运行程序，粗车刀将车不到工件表面，在接近工件表面的位置移动。

如图2所示。

(2)使车刀与车出的梯形螺纹槽重新对正，由于车刀进给速度很慢，此时我们可以看出车刀与原先车出的梯形螺纹槽是不重合的，车刀偏移了一小段距离，如图2所示，目的就是要使车刀重新对准车出的梯形螺纹槽。

MANUFACTURING AND PROCESS | 制造与工艺浅谈在数控车床上运用宏程序加工多线梯形螺纹轴的应用曾金平广西南宁技师学院 广西南宁市 530031摘 要： 本文以广州数控GSK980TD系统数控车床上加工多线梯形螺纹轴为例，借助于宏程序中的变量、算术代码及转移代码特点，编写出切实可行的多线梯形螺纹加工程序。

经过实践操作验证，该程序结构简单，运行可靠，其通用性、灵活性强。

关键词：宏程序　多线梯形螺纹　变量　数控车床多线梯形螺纹在机械工业应用十分广泛，多用于快速机构的传动中。

随着社会的发展，多线梯形螺纹应用的场合越来越精密，而对于加工技术要求也越来越高，无论是在普通车床上还是在数控车床上加工多线梯形螺纹，都是具有较大的挑战性。

都需要经过合理的分析图纸计算螺纹的各个参数、制定加工工艺、选择适合的刀具材料及几何角度。

而在数控车床加工中，有手工编制程序和自动编程两种。

对于大部分的零件，采用自动编程都能够达到很好的效果，而且快捷、方便。

但是在少数情况下如复杂的零件，很难采用自动编程完成，比如加工多线梯形螺纹。

本文以广州数控GSK980TD系统数控车床上加工多线梯形螺纹轴为例，对多线梯形螺纹的数控车削加工方法进行解析。

1　实例分析如图6-3所示，该零件为三线梯形螺纹轴零件，材料为：45#钢，该零件梯形螺纹部分的直径为40mm，导程为21mm，螺距为7mm，中径和顶径的公差等级为7e，牙两侧的表面粗糙度值为1.6μm，要求左端外圆φ440-0.018与右端外圆φ300-0.013同轴度达φ0.03。

该零件要求的表面质量及表面粗糙度值较高。

根据对图纸进行分析，本次装夹方式可采用一夹一顶的装夹方式进行加工。

加工步骤如下：1.工件伸出三爪自定心卡盘20mm并夹紧。

2.车平端面，钻中心孔。

3.掉头装夹，工件伸出三爪自定心卡盘45mm夹紧，车端面控制总长。

4.粗车外圆φ44.2×35mm、φ35.2×25mm5.精车外圆φ440-0.018×8mm、φ350-0.062×25mm6.使用φ23麻花钻钻孔。

B类宏程序在数控车床加工梯形螺纹中的应用摘要：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成功的关键。

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。

数控车床车削梯形螺纹梯形螺纹有低速切削和高速切削两种方法。

(1)低速切削梯形螺纹对精度要求较高的梯形螺纹，以及在修配或单件生产时，常采用低速切削的方法。

当车削螺距较大的梯形螺纹时，为避免三个切削刃同时参与切削而产生振动，应先用粗车刀，采用左右赶刀法的进给方式进行租车。

数控车床厂在保证牙型高度后，再采用精车刀采用直进法进行精加工成形；当螺距很大时，则用径向前角为零、两侧磨有卷屑槽的精车刀，采用左右赶刀的方法精车梯形螺纹。

(2)高速切削梯形螺纹在车削刚度、精度要求不高的梯形螺纹时，可用硬质合金螺纹车刀进行高速切削。

采用这种车刀切削时，由于三个切削刃同时参与切削，会产生带状切屑流出，操作很不安全。

为此，可采用数控车床厂螺纹车刀。

这种螺纹车刀在前面磨出对称的两个圆弧，使径向前角y。

增大。

数控车床厂两圆弧还使前刀面呈3。

~5。

的屋脊状结构。

这种车刀可减小切削力，增加了车刀的强度，从而减轻了切削振动。

数控车床厂同时形成球状切屑，使排屑顺畅。

可以用G76或G92编程，螺距大的螺纹采取左右进刀法车削比较好。

先用G76车，G76 P0100**(**为梯形螺纹牙型角）Q150 R0.03;G76 X Z P Q R F ；（第一行可以套用，Q是每次吃刀量，单位微米。

R是精车余量，半径值）（第二行：X、Z是目标点坐标，P是牙型高，Q是第一刀的吃刀量，R是锥螺纹编程的螺纹起点与终点的半径差（直螺纹不用），F是螺距。

）大螺距螺纹用G76粗车过之后，留点余量用G92车效果好点，车削起点不要变化。

先走一刀G92 X Z F ;，然后起点分别往左边和右边偏0.01或0.02毫米再走第二刀和第三刀。

如M100X4的螺纹长度50T0101M3S500M8G0X105.Z2.G92X99.Z-50.F2.X98.5X98.X97.5X97.X96.5X96.1X96.也就是车床的左右借刀法程序没什么特殊的，主要就是你的起刀点的位置变化，比如开粗的起点为X60 Z3 先车到底径或留点精光一刀（刀要小于30度要么用槽刀）那么第二把刀（30度但刀头是比标准的小的好像是0.366*螺距）。

数猪乡凉仑应用宏繹瘁加3榛糅衫緩总逼常比三色綏总緩更如劳型尢，致俊梯够緩金孑 杳)时，叱刀探、走刀僅、切削会逻尢、切杳)犹力尢，迫就导致 了糅衫谡盘的■的加3姙虐筱尢。

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样够鯉仗加工方法分朽善乡上釦的糅衫緩盘，常采用篇速絢刀翼傾速夕树，侖国 种逍刀方:主：盍逬法、左右切树:主、孑&槽:主和乡陷榛槽:主。

盍逬注□适用孑孑削緩更殓J(Pv4mm)的糅衫緩&,而粗 孑綏鉅验尢(P>4mm)的糅衫緩&常采用左右切•的:•去、孑盍橹注 餉孑隋糅橹:主。

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备卮的切削都采用先益逬后左右的乡树方:主，由孑左右切削吋槽除不卷，刀翼口须筱角左或角右的以初“左刀"逬诒即可。

三，宠住厚偽終夕剖修彩縫盘本幺以力© 3 —个Tr36x6的糅衫緩幺力。

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如何运用宏程序加工梯形螺纹通用宏程序举例下面用通用程序加工一个长度40的Tr36X6(P3)梯形螺纹。

3.1变量的使用所有变量见表1中，首先根据图纸尺寸填写表1 中的螺纹尺寸参数变量，然后结合工艺条件选取切削加工参数并填入表1中对应各栏。

表1 通用程序变量表将表1中各参数带入表2的通用程序表。

对于不同的规格的梯形螺纹只要填写程序中的#1到#14后的值，便可直接应用程序进行加工。

表2 应用实例程序及说明我们在FANUC0I系统的数控车床上，利用本通用程序进行了多头梯形螺纹的实际加工，取得了良好的效果。

本通用程序考虑全面，加工时只需快速地将变量表中各项变量的值赋入程序便可进行加工，程序适应性广、工艺编制合理、加工质量高，解决了梯形螺纹数控编程加工的诸多难题，可以直接将本程序编为子程序推广作为机床的配套程序。

内梯形螺纹（Tr40x7）的宏程序内梯形螺纹（Tr40x7）的宏程序系统：FANUC－oimait编程思想：每一层分中、右、左三分，每一刀的Z轴方向的起刀点都不同1、内梯形螺纹加工程序：G54G99M3S100T0101G0Z3X33#101=0.2; 每一刀的的深度（半径）#102=4 梯形螺纹的深度（半径）#103=1 分层切削的次数N90 G0U[2*#101*#103]G32Z-32F7G0X32Z[3+[#102-#101]*0.268+Ａ]；A是槽底宽-刀尖宽的一半X33U[2*#101*#103]G32Z-32F7G0X32Z[3-[#102-#101]*0.268-A] 梯形螺纹的牙顶宽：0.366x螺距梯形螺纹的牙底宽：螺距-牙顶宽-2倍的（螺纹深度Xtg15°）X33U[2*#101*#103]G32Z-32F7G0X32G0Z3X33#102=#102-0.2#103=#103+1IF[#103LE20]GOTO90；G0Z100M5M30。

宏程序在数控车床上对梯形螺纹的加工及分析中等职业学校在“以服务为宗旨、以就业为导向、以能力为本位、以学习者为中心”的办学思想指导下，注重实践性教学，以培养学生的操作技能为核心，强调培养学生的创新能力和实践能力。

职业学校培养出的学生既是专业方面的能手，更是高素质的综合性人才。

宏程序在数控车床上对梯形螺纹的加工过程实践性、实用性、可操作性都很强，与企业的实际需求能实现零距离对接。

下面就对梯形螺纹的加工过程进行分析。

如图1所示，设定齿顶圆直、倒角等已经车削到尺寸范围，可直接进行梯形螺纹加工：图11、梯形螺纹部分的几何尺寸及加工中参数。

梯形螺纹基本尺寸及加工中需要用到的参数如下：牙型角α=30º螺距P=6mm牙顶间隙αc=0.5mm大径d=32mm小径d3=d-2h3牙高h3=0.5P+αc牙顶宽f=0.366P顶槽底宽w=0.366P-0.536αc2、加工中需要考虑的几个问题加工梯形螺纹常用方法及其特点。

梯形螺纹车削常用方法包括左右车削法、车直槽法、直进法（图2）等。

图2①左右车削法。

因在每次横向进给时，都必须把车刀向左或向右做微量移动，在普车上很不方便。

但是可防止因三个切削刀同时参加切削而产生振动和扎刀现象，此种方法适用于低速切削。

②车直槽法。

可先用主切削刀宽度等于牙槽底宽W的矩形螺纹车刀车出螺旋直槽，使槽底直径等于梯形螺纹的小径，然后用梯形螺纹精车刀精车牙型两侧，此种方法适用于粗车。

③直进法。

刀具材料一般为硬质合金，先粗车，后精车，适用于高速切削。

3、工艺分析工件材料为45钢，刀具材料选择高速钢，车梯形螺纹时，坐标原点设在工件右端面轴心处，使用G92命令实现左右切削法完成螺纹的加工，工件编程时不需要设置退尾量。

车床转速200r/mi，刀尖宽度1mm。

工件的装夹采用于一夹一顶的装夹方法。

4、梯形螺纹的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3图4 图5综合测量法是用标准螺纹量规对螺纹各主要参数进行综合性测量。