数控车床上应用宏程序加工梯形螺纹

数控车床上应用宏程序加工梯形螺纹
梯形螺纹通常比三角螺纹螺距和牙型大，致使梯形螺纹车削时，吃刀深、走
刀快、切削余量大、切削抗力大，这就导致了梯形螺纹的车削加工难度较大。由
于大多数经济型数控车低转速低扭矩原因，梯形螺纹数控车床上不得不采用小吃
刀量快进给方式加工，加工中的刀路复杂，采用基本指令数控编程繁琐，而采用
宏程序编程可以很好解决这一问题。
一，梯形螺纹加工方法分析
普车上车削梯形螺纹，常采用高速钢刀具低速车削，有四种进刀方法：直进
法、左右切削法、车直槽法和车阶梯槽法。
直进法只适用于车削螺距较小(P<4mm)的梯形螺纹，而粗车螺距较大(P>4mm)
的梯形螺纹常采用左右切削法、车直槽法和车阶梯槽法。下面分析这几种车削方
法特点：
以上加工方法除直进法外，其他三种车削方法都在不同程度地减轻或避免三
刃同时切削，使排屑较顺畅，刀尖受力、受热情况有所改善，从而不易出现振动
和扎刀现象，还可提高切削用量，改善螺纹表面品质。
二， 数控车削梯形螺纹走刀方案
结合数控车床特点，综合直进法效率和左右切削法效果，车削梯形螺纹采用
“层切法”较合适。把牙槽分成若干层，转化成若干个较浅的梯形槽来进行切削。
每层的切削都采用先直进后左右的车削方法，由于左右切削时槽深不变，刀具只
须做向左或向右的纵向“赶刀”进给即可。
三，宏程序编程车削梯形螺纹
本文以加工一个Tr36×6的梯形螺纹加工为例介绍用宏程序程序编写方法：
图形如下：
1，梯形螺纹加工尺寸计算
梯形螺纹的计算式及其参数值：
名称 代号 计算公式及参数值（mm）
牙顶间隙 ac
大径 d 公称直径Φ36
中径 d2 d2==33
小径 d1 d3=d-2h=29
牙高 h h=+ac=
牙顶宽 f f==
牙槽底宽 w w=-0.536ac=
左（右）移刀量的计算
如上图可以得出层切时左（右）赶刀量计算式为
①、当刀头宽度等于牙槽底宽时，左（右）赶刀量=tan15°×（牙深—当前
层背吃刀量）；
②、当刀头宽度小于于牙槽底宽时，左（右）赶刀量=tan15°×（牙深—当
前层背吃刀量）+（牙槽底宽—刀头宽度）/2
2，“层切法”车削梯形螺纹的刀具选择
“层切法”车削梯形螺纹所用的粗车刀和精车刀与普车用刀一样。
3，参考程序
①编程分析
用宏程序编程时变量的设置是核心内容，一是要变量尽可能少，避免影响数
控系统计算速度，二是便于构成循环。经过分析本例中要4个变量，#1为刀头
到牙槽底的距离，初始值为，#2为背吃刀量（半径值），#3为（牙槽底宽—刀头
宽度）/2，#4为每次切削螺纹终点X坐标。
本例中编程关键技术是要利用宏程序实现分层切削和左右“赶刀”切削。利
用G82螺纹加工循环指令功能，左右“赶刀”切削只需将切削的起点相应移动
*[#1-#2]+#3（右赶刀切削）或者*[#1-#2]-#3（左赶刀切削）就可以实现。层切
的实现通过#1和#2变量实现，每层加工三刀后，让#1=#1-#2实现进刀，而在每
层中螺纹的X坐标不变，始终为#4=29+2*[#1-#2]。
②参考程序(应用与华中系统HNC-21T系统)
参考程序 注 释
%1 程序号
T0101 M03 S200 F100； 换01号螺纹刀具，调用01号偏置值，主
轴正转，转速为200r/min,进给量100
mm/min
M08 打开切削液
G00 X50Z10 刀具快速移动到点（50，10）
#1= #1为刀头到牙槽底的距离，初始值为5.5mm
为背吃刀量（半径值），即层切厚度
#3=（牙槽底宽—刀头宽度）/2 #3为（牙槽底宽—刀头宽度）/2
WHILE #1 GE 0 当#1≥执行循环，底部留0.2mm的精车余
量
#2=29+2*[#] #2为每次切削螺纹终点X坐标
G00 Z6 移动到直进刀切削的循环起点
G82 X #2 Z-86 F6 直进刀车削螺纹
G00 Z[6+*#1+#3] 移动到右赶刀切削的循环起点
G82 X #2 Z-86 F6 右赶刀车削螺纹
G00 Z[*#1-#3] 移动到左赶刀切削的循环起点
G82 X #2 Z-86 F6 左赶刀车削螺纹
#1=# 纵向进给循环
ENDW 当#1<，跳出循环
G00 X100 Z100 快速退刀
M09 关闭切削液
M30 程序结束
4，说明：
①参考程序以工件右端面中心为编程原点。采用直径编程。本程序只为梯形
螺纹加工一道工序的程序，采用T01为梯形螺纹刀号，在实际应用中根据刀架装
刀调整。
②若螺纹的表面粗糙度要求不高，可用一把粗车刀加工即可，执行完程序后
进行测量（采用单针或三针测量法进行测量，方法同普车加工测量），根据测量
结果判断是否需要调整牙槽底宽的余量。若中径尺寸未到，可以适当调整#3的
数值，直至合格为止。背吃刀量可以根据工件材料、刀具选择，只需修改#2的
数值即可。
③若螺纹的表面粗糙度要求较高，先用粗车刀粗车，除底部留有余量外，侧
面余量在#3变量上调节，要留余量则在#3=（牙槽底宽—刀头宽度）/2基础上减
去所留余量，如的侧面余量，则#3=（牙槽底宽—刀头宽度）/；再用精车刀精车，
依然使用该程序，只修改刀具指令和#3即可。