数控车床可换刀、换速加工梯形螺纹的操作技巧_数控车床梯形螺纹编程
时间：2020-03-02 07:39:49 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
本文探讨数控车床可换刀、换速加工梯形螺纹的操作技巧。 一、加工方法及刀具选择 梯形螺纹一般作传动用，精度高（图1）。在数控车床上加工梯形螺纹，可沿用普通车床的加工方法加工。进刀方式有斜进法、直进法和左右借刀法。粗车选用斜进法，精车选用直进法和左右借刀法来控制精度和两侧的表面粗糙度。粗车时，为了缩短加工时间，转速可选高些，将过多的余量尽快去除。精车时，转速可选较低些，尽量控制好精度和降低两侧的表面粗糙度值。车刀选择：粗车刀选硬质合金刀具，精车刀选高速钢刀具。设1号刀为基准刀（90°外圆车刀）、2号刀为高速钢切槽刀（刀宽4mm、右刀尖对刀）、3号刀为硬质合金梯形螺纹粗车刀（刀宽1.5mm、右刀尖对刀）、4号刀为高速钢梯形螺纹精车刀（刀宽1.7mm、右刀尖对刀）。
二、加工时选择的指令
梯形螺纹与三角螺纹相比，螺距及牙深都比较大，且精度高，两侧表面粗糙度值要求较小。由于梯形螺纹成型前，余量多，切削力大，对刀具的强度也有影响。普通车床加工梯形螺纹灵活性较高，而数控车床加工完全是由程序来控制加工。因此，在车削梯形螺纹时，需根据螺纹指令的特点，灵活运用。笔者所在学校的数控系统为广州数控GSK980TD系统。车削螺纹的指令有G32、G92和G76。G32、G92，进刀方式为直进法，两侧的刀刃同时参加切削，切削力大，排屑困难，适合车削螺距小于2mm的三角螺纹。G76进刀方式为斜进法，车削时，切削深度为递减式，刀具从尾座方向沿车床主轴方向单侧刃车削，刀具切削力较小，易排屑。一般适合大螺距螺纹加工。所以，梯形螺纹粗加工时，选择G76指令编程。精加工时，选择G92指令编程。
三、装夹方案
一是先加工左侧外圆尺寸φ300-0.025、φ380-0.025部分并倒角1×45°（两个）。
用三爪自定心卡盘夹毛坯外圆φ40，伸出长度50mm，校正夹紧。由于零件外圆部分由直线构成，故采用G71循环指令编程粗车，用G70循环指令编程精车。
二是调头，再加工右侧退刀槽及梯形螺纹。
用三爪自定心卡盘夹外圆φ300-0.025，校正夹紧。先控制好总长尺寸。采用G71循环指令编程粗车梯形螺纹外圆（留量0.3mm）。用G75循环指令粗加工退刀槽，用G01指令精加工退刀槽。用G76循环指令粗加工梯形螺纹Tr32×6-8h（螺纹两侧留量0.2mm、槽底留量0.3mm）。用G70循环指令编程精车梯形螺纹Tr32×6-8h外圆至尺寸要求。用G92循环指令编程精车梯形螺纹Tr32×6-8h的槽底及螺纹两侧，控制好中径尺寸。
采用重庆第二机床厂双速电机前置四工位刀架车床（广州数控GSK980TD系统），加工左侧的程序省略，加工右侧退刀槽及梯形螺纹加工程序如下：
O2233；（程序号）
N10 X100 Z100 M08；
N20 M3 S1 T0101；（底速挡 500r/min）
N30 G0 X42 Z3；
N40 G71 U2 R0.5；
N50 G71 P60 Q120 U0.3 W0 F150；
N60 G0 X24；
N70 G01 Z0；
N80 X31.8 Z-4；
N90 Z-50；
N100 X36；
N110 X38 W-1；
N120 X42；
N130 G0 X100 Z100 M05；
N140 M00；
…… （省略粗、精加工退刀槽程序）
N260 M3 S1 T0303；（底速挡 500r/min）
N270 G0 X34 Z5；
N280 G76 P030030 Q300 R0.05;
N290 G76 X25 Z-45 P3500 Q800 F6;
N300 G0 X100 Z100 M05;
N310 M00;
N320 M3 S2 T0101；（高速挡 1300r/min）
N330 G0 X42 Z3；
N340 G70 P60 Q120 F150；（精车精车梯形螺纹外圆）
N350 G0 X100 Z100 M05；
N360 M00；
四、换刀、换速加工梯形螺纹的操作技巧
用G76粗车完梯形螺纹后，G70精车梯形螺纹外圆。用G92指令精车梯形螺纹的槽底及两侧，一定会出现乱牙。较有效的解决办法，就是正确对刀。高速钢车刀精车梯形螺纹主要是控制精度及两侧表面粗糙度，选低速车削更容易控制两侧表面粗糙度。另外，低速车削螺纹时，卡盘旋转和车刀进给速度都很慢，可以用眼睛目测来观察车削时螺纹精车刀与粗车后牙型槽偏差多少。具体做法是：用G92指令编程精车梯形螺纹，程序如下：
N370 M3 S1 T0404；（底速档 50r/min）
N380 G0 X34 Z5；
N390 G92 X33 Z-45 F6；
N400 G0 X100 Z100 M05;
N410 M00
3号刀、4号刀加工螺纹前已对好刀，直径方向尺寸肯定正确，关键是换刀、换低速后轴向尺寸方向会出现偏差。编程时“G92 X33 Z-45 F6；”就是使4号刀刀尖不接触牙顶。按编辑→程序使光标移到N370处，自动方式→循环启动，观察螺纹精车刀与粗车后牙型槽偏移多少。往正方向还是负方向偏移，假如往负方向偏移，大约2mm（图2）。当程序运行到程序段N410时，车刀回到螺纹起刀点X34 Z5的位置，主轴停、程序暂停。此时，按录入方式→刀补使光标移到004处，按W-2输入。再按编辑→程序使光标移到N370处，自动方式→循环启动，观察螺纹刀与粗车后牙型槽偏移多少（图3）。
程序段N390，改为G92 X30 Z-45 F6；按编辑→程序使光标移到N370处，自动方式→循环启动，观察螺纹刀与粗车后牙型槽偏移多少（图4）。按上述方法，逐步调整刀补和修改程序段N390运行车削，直至使车刀对准粗车后牙型槽底（图5）。最后，修改程序段N390为G92 X24.7 Z-45 F6；按普通车床精车梯形螺纹的方法，空刀几次修清牙底。程序如下：
N370 M3 S1 T0404；
N380 G0 X34 Z5；
N390 G92 X24.7 Z-45 F6；
N400 X24.7；
N410 X24.7；
N420 G0 X100 Z100 M05;
N430 M00
由于精车刀刃磨时的刀头宽度比牙底槽小，因此，可以通过修改刀补的方法来控制中径尺寸。为了确保螺纹两侧表面粗糙度值较小，车削时要加稍浓的乳化液，有效地润滑。并且每次修改刀补W值-0.1或更小，把光标移到N370处，自动方式→循环启动，精车顺走刀方向的牙侧，待修光一侧后，再修改刀补W值+0.1或更小，精车背走刀方向的牙侧，再修光另一侧。此时，注意测量中径尺寸公差，确保中径尺寸符合要求。
（作者单位：广东省肇庆市技师学院）
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