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在數控車床上車削梯形絲杠
閱讀：143 發布時間：2022-4-18
梯形絲杠螺紋較之三角螺紋，其螺距和牙型都大，致使梯形螺紋車削時，吃刀深、走刀快、切削余量大以及切削抗力大。特別是在高速切削時難度更大，切削力和切削熱大，排屑困難。按照常規的徑向進刀方式及工藝，其結果是三個切削刃同時加工。由于絲杠本身剛性差，因此在車削絲杠時，對工藝的安排和具體操作技能都有較高的要求。
1．梯形絲杠在數控車床上加工方法
梯形絲杠在數控車床上的基本加工方法為分層左右切削法，如圖1所示。
分層左右切削法是將徑向切入深度分層，每一層又分多刀切削（L為左偏移量，R為右偏移量），適合導程較大的螺紋加工，阻力小、切削輕快。
2．反向加工
車細長軸和絲杠時，采用反向進給，改變進給力的方向，使工件由受壓轉變為受拉伸，能有效地減少工件的徑向圓跳動，消除大幅度的振動，如圖2所示。
3．螺紋刀具反向裝夾與刃磨
反向裝夾螺紋刀具面朝下，切屑因重力原因，排屑無任何阻礙。切削螺紋時，因為是刀具面朝下，所以壓住絲杠，大大減少絲杠的振動，配合可轉位刀片，線速度可達40m/min，實現高速切削。螺紋刀具安裝時應比中心線稍高0.3～0.5mm。實踐證明，在外徑大小與長度比大于1∶16時可以不用跟刀架輔助工具，如圖3所示。
刃磨車刀必需磨有斷屑槽（見圖4a），切削輕快，切屑呈碎塊狀，切屑不會纏繞在零件、刀具和卡盤上，排屑順暢。副后角３°～５°，減少徑向接觸面積；螺紋刀牙型角由30°改為29°，如圖4b所示，減少兩側接觸面積，大大減少振動（程序在側面自動按15°計算）。
4．跟刀架
跟刀架的作用是抵消背向力，防止工件變形；車削時穩定，不易產生振動，如圖5所示。
5．主軸反轉
因為螺紋刀具反向裝夾，所以主軸一定要反轉才符合切削原理。
6．梯形絲杠編程實例與對刀
零件圖樣如圖6所示。
梯形螺紋加工程序如下：
O0001 （Tr36×6絲杠加工）
G99 T0303 （梯形螺紋車刀，車刀反向裝夾）
S500 M4 （主軸起動，主軸反轉）
G0 X40 Z0 （快速盤端）
#1=3.5 （變量，賦值，梯形螺紋實際牙型高，外徑＝底徑＋實際牙型高×2）
N10#2=#1xTAN15; （梯形螺紋車刀向左右總偏移量，單邊角度15°，3.5mm×tan15°。如果刀尖實際寬度小于理論寬度，偏移量需再加上理論刀尖寬度與實際刀尖寬度之差）
#3=29+#1x2 （變量，目前要加工的直徑）
G0X40Z0 （刀尖定位到卡盤端，從螺紋卡盤端開始加工）
G92 X#3Z1000F6 （車削螺紋，從卡盤到尾座方向加工）
G0X40Z#2 （變量，快速定位，在Ｚ0的位置向右偏移）
G92X#3Z1010F6 （車削螺紋）
G0X40Z-#2 （變量，快速定位，在Ｚ0的位置向左偏移）
G92X#3Z1010F6 （車削螺紋）
#1=#1-0.25 （變量，螺紋外徑每層單邊要車削0.25mm，螺紋直徑每次遞減0.5mm）
IF[#3GT29]GOTO10 （螺紋底徑為φ29mm，判斷#3如果≥29，則執行該指令后面的語句，如果#1＜29，則執行END10后面的語句）
N20G0X150Z5 （返回安全位置）
M30 （程序結束）
如果是用轉位刀片加工絲杠，不用調整轉速（線速度53m/min），一次加工可以達到圖樣要求尺寸。假如用YT類刀片粗車完成后，如果此時將轉速直接調到低速調用原程序精車，則一定會亂牙，發生崩刃或撞車事故，所以在低速車削之前要解決車刀亂牙問題。考慮到低速車削時車刀進給速度很慢，可以用肉眼來觀察車削時螺紋車刀與螺紋牙型槽是否對準，具體操作方法如下：
（1）將螺紋精車車刀偏置刀補調大６～７mm（U６～U７比螺距稍大），使車刀車螺紋時不接觸工件表面，此時將車床主軸轉速調至精加工轉速，如調到25r/min，重新運行程序，粗車刀將車不到工件表面，在接近工件表面的位置移動。
（2）使車刀與車出的梯形螺紋槽重新對正，由于車刀進給速度很慢，此時可以看出車刀與原先車出的梯形螺紋槽是不重合的，車刀偏移了一小段距離，目的就是要使車刀重新對準車出的梯形螺紋槽。
通過改變螺紋車刀車削前的軸向（Z向）起點位置來達到目的，即修改螺紋車削起點位置程序段G00 X40 Z0中的Z0（螺紋精加工不用宏程序）。可以通過肉眼判斷需調整的大慨距離，如可先將Z0改為Z-1（也可改為Z1，根據車削時的距離可以左右偏移），運行程序后，發現車刀與車出的梯形螺紋槽還沒有*對正，則再修改Z值，重新運行程序。直到車刀與梯形螺紋槽*對正。
（3）通過上述改變螺紋車刀車削前的軸向起點位置的方法來修光梯形螺紋的另一側面，同時通過測量，控制切削次數，使螺紋達到尺寸精度要求。
7．注意事項
加工梯形螺紋時應注意以下兩點：①如果更換圖樣或改變螺距和長度，只要更改程序中下劃線上的數據即可，方便、快捷。②切削時加切削液，加工時要經常注意觀察松緊程度。
8．結語
采用分層左右車削法，運用參數化宏程序編程方法，極大地提高了宏程序的通用性，當螺紋規格改變時，只需要改變宏程序中相關變量和數據，就可以實現不同規格梯形絲杠的加工。分層左右車削法、反向加工、螺紋刀具反向裝夾以及跟刀架是加工絲杠的關鍵所在。實踐證明，這種在數控車床上車削梯形絲杠的方法是切實可行的，內孔梯形螺紋、大螺距三角形螺紋、矩形螺紋以及模數蝸桿等也可采用此編程工藝。