梯形螺纹数控加工及问题处理在机器制造业中，由于梯形螺纹可用来传递动力，几乎所有的设备都有梯形螺纹，因此应用十分广泛。

例如车床上的长丝杠和中、小滑板的丝杆等都是梯形螺纹，它们的工作长度较长，使用精度要求较高，因此车削时比普通三角形螺纹困难。

随着科学技术的不断发展，虽然广泛采用滚丝、扎丝、搓丝等一系列先进工艺，但在一般的机械加工中，通常还是采用车削的方法来加工。

1、梯形螺纹牙型梯形螺纹的米制和英制两种，我国采用米制（30°）梯形螺纹，其牙型如下图。

图12、梯形螺纹尺寸计算表13、梯形螺纹标记梯形螺纹标记由梯形螺纹代号，公差带代号和旋合长度代号组成。

梯形螺纹代号为Tr，单线螺纹用“公称直径x螺距”，多线螺纹用“公称直径x导程（螺距）”表示，左旋时加注LH。

公差带代号只标注中径公差带代号。

当旋长度为N 组时，不标注旋合长度代号；当旋合长度为L组时，标注L，并用“-”隔开。

例如：Tr40x7-7H表示公称直径为40mm,螺距为7mm、中径公差为7H、中等旋合长度的右旋梯形内螺纹。

又如：Tr40x14(p7)LH-7e-L表示公称直径为40mm、导程为14 mm、螺距为7mm、中径公差为7e、长旋合长度的左旋梯形外螺纹。

再如：Tr40x7-7e-140表示公称直径为40mm、螺距为7mm、中径公差为7e、旋合长度为140mm 的右旋梯形外螺纹。

二、梯形螺纹车刀的准备梯形螺纹车刀的准备一般包括车刀材料的选择和刀具刃磨等几个方面的内容，在进行车刀准备时我们应注意以下几个方面的问题：1、梯形螺纹车刀的材料选择。

车刀材料的选择是否合理，对车削效率和加工质量有较大的影响。

用作梯形螺纹车刀的材料，常用的有高速钢和硬质合金两种。

（1）高速钢梯形螺纹车刀。

刃磨比较方便，容易得到锋利的刃口，而且韧性较好刀尖不易崩裂，车出的螺纹表面粗糙度较小，但是高速钢的耐热性较差因此适用于低速车削螺纹。

高速钢梯形螺纹车刀几何形状如图2、图3所示：（2）硬质合金梯形螺纹车刀。

硬度高、耐热性较好，但韧性较差。

一般在高速车削螺纹时使用。

硬质合金梯形螺纹车刀几何形状如图4、图5所示：(3)梯形内螺纹车刀梯形内螺纹车刀的几何形状，如图62、30°梯形螺纹车刀的刀头宽度尺寸30°梯形螺纹车刀的刀头宽度尺寸等于梯形螺纹槽底宽度。

其计算公式如下：W=0.366P-0.536ac式中W—车刀刀头宽（mm）P—梯形螺纹的螺距（mm） ac—螺纹牙顶间隙，当P=1.5-5mm时，ac=0.25mm；当P=6-12mm时，ac=0.5mm；当P=14-44mm时，ac=1mm3、梯形螺纹车刀的刃磨。

（1）两侧刃后角的刃磨。

在刃磨梯形螺纹车刀时，如果车刀两侧刃后角按一般外圆车刀刃磨，就会使车刀在车削时不能顺利切入工件，在顺走刀方向的梯形螺纹牙形侧面上将会产生严重摩擦造成伤痕，影响正常车削；如果把后角磨得过大，又会降低梯形螺纹车刀的强度，切削时易磨损，并产生振动。

在刃磨两侧后角时，应注意梯形螺纹旋升角对梯形螺纹加工质量的影响，在刃磨梯形螺纹车刀时，顺走刀方向应加上螺旋升角，背走刀方向减去螺旋升角（三角形螺纹的升角较小，影响也较小，但在车矩形、梯形和螺距较大的梯形螺纹时，升角的影响大，须予考虑）。

如车削升角＝6°30′的右旋梯形梯形螺纹，选工作后角＝3°30′，则左侧后角αOL=3°30′+ψ=10°，而右侧后角αOR=3°30′-ψ=-3°。

（2）前角的刃磨。

车削梯形螺纹时，车刀前角将影响梯形螺纹的牙形角，前角越大，牙形角的误差也就越大，因此为了保证车削梯形螺纹时牙形角的准确，适当修正牙形角，如梯形螺纹，粗车时纵向前角γp可选择5°～15°，牙形角εr 选取29°30′，而精车时纵向前角γp选择0°，牙形角εr则选取30°。

4、梯形螺纹车刀的安装梯形螺纹车刀的安装是否正确对梯形螺纹精度会产生一定影响。

如果装刀有偏差，即使梯形螺纹车刀刀具角度十分准确，加工后的梯形螺纹牙形角仍会产生偏差，因此安装车刀时，应严格按技术要求做到：（1）螺纹刀的安装车刀主切削刃必须与工件的旋转中心等高（用弹性刀杆应高于轴线约0.2mm）；（2）刀尖的角平分线应垂直于工件的轴线,应用角度板找正装夹，以免产生螺纹半角误差；（3）螺纹刀杆伸出不能过长，以免产生震动。

如下图7所示：三、车削方法的选择1、用高速钢车刀低速车削梯形螺纹采用高速钢材料刀具低速车削梯形螺纹一般有如图8所示的四种进刀方法：直进法、左右切削法、车直槽法和车阶梯槽法。

通常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。

下面我们分别探究一下这几种车削方法：图8（一）直进切削法。

它是指车削梯形螺纹时车刀的左、右两侧刀刃同时参加削，每次加深吃刀时，只由中滑板横向进给直到把梯形螺纹工件车好为止。

如图8（a）所示。

它的优点是操作简单，能保证梯形螺纹牙形清晰，减少梯形螺纹牙形误差。

但由于车刀两刃参加切削，排屑困难，车刀所受切削力有所增加，因此它的缺点是车刀受力受热比较严重，刀容易磨损，进刀量过大时，还可能产生“扎刀”现象。

在数控车床上加工梯形螺纹时，选用G76指令进行编程加工，采用直进法进行车削时，选好梯形刀，减小背吃刀量，选择适当的进给量，并加足切削液，可尽量减小扎刀现象。

（二）左右切削法。

是指在切削梯形螺纹时。

车刀两侧刃中只有一侧切削刃在进行切削。

每次加深吃刀时，中滑板横向进给和小滑板左、右进给相配合，它的优点是排屑比较顺利，刀尖受力和受热情况有所改善，车削中不易引起“扎刀”现象。

因此可相对提高切削用量，而且容易车光洁的梯形螺纹。

其缺点是操作不如直进法简单，牙形也不容易车得清晰，而且由于刀刃受单向切削力的影响，将会增大梯形螺纹牙形误差。

如图8（b）（三）车直槽法。

车直槽法车削梯形螺纹时一般选用刀头宽度稍小于牙槽底宽的矩形螺纹车刀，采用横向直进法粗车螺纹至小径尺寸(每边留有0.2～0.3mm的余量)，然后换用精车刀修整，如图8(c)所示。

这种方法简单、易懂、易掌握，但是在车削较大螺距的梯形螺纹时，刀具因其刀头狭长，强度不够而易折断：切削的沟槽较深，排屑不顺畅，致使堆积的切屑把刀头“砸掉”，进给量较小，切削速度较低，因而很难满足梯形螺纹的车削需要。

（四）车阶梯槽法。

为了降低“直槽法”车削时刀头的损坏程度，我们可以采用车阶梯槽法，如图8(d)所示。

此方法同样也是采用矩形螺纹车刀进行切槽，只不过不是直接切至小径尺寸，而是分成若干刀切削成阶梯槽，最后换用精车刀修整至所规定的尺寸。

这样切削排屑较顺畅，方法也较简单，但换刀时不容易对准螺旋直槽，很难保证正确的牙型，容易产生倒牙现象。

（五）分层法。

分层法车削梯形螺纹实际上是直进法和左右切削法的综合应用。

在车削较大螺距的梯形螺纹时，“分层法”通常不是一次性就把梯形槽切削出来，而是把牙槽分成若干层(每层大概1～2mm深)，转化成若干个较浅的梯形槽来进行切削，从而降低了车削难度。

每一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(沿导轨方向)进给即可(如图9所示)，因此它比上面提到的左右切削法要简单和容易操作得多。

2、用硬质合金车刀高速车削梯形螺纹用硬质合金车刀高速车削梯形螺纹时，为了防止切屑拉毛牙形侧面，不能采用左右切削法，只能用直进法。

车削较大螺距(P＞8mm)的梯形螺纹时，为防止切削力过大和齿部变形，最好采用三把刀依次进行车削。

具体方法是先用梯形螺纹粗车刀粗车成形，然后用车槽刀车牙底至尺寸，最后用精车刀精车牙两侧面至尺寸。

(如图10)三、切削用量选择合理选择切削用量，是多快好省完成车削的一个重要方面。

选择切削用量时应遵循以下几个原则：1、根据不同的加工步骤选择不同的车削用量。

粗车时，为了尽快把工件上多余的部分切除，可选择较大的切削用量；精车时，为了保证梯形螺纹精度和表面粗糙度，必须选择较小的切削用量。

如选用刀头宽度稍小于槽底宽的切槽刀粗车时每边留0.25～0.35mm左右的余量；用梯形螺纹车刀采用左右切削法车梯形螺纹两侧面时每边留0.1～0.2mm左右的精车余量。

2、根据不同的工件材料选择不同的切削用量。

在车削脆性材料梯形螺纹工件时（铸铁、铸铜等），因脆性材料所含杂质、气孔较多，对车刀切削不利。

切削速度过高会加剧刀具的磨损，吃刀深度过大会使梯形螺纹牙尖爆裂。

车塑性材料梯形螺纹工作时，可相应选择较大的吃刀深度，但要防止“扎刀”现象。

四、梯形螺纹的测量方法1、梯形螺纹塞规测量法用标准螺纹环规进行综合性测量。

2、单针测量法只需使用一根量针，放置在螺旋槽中，用千分尺量出螺纹外径与量针顶点之间的距离。

3、三针测量法这种方法是测量螺纹中径的一种比较精密的方法。

此方法在对梯形螺纹的精度有较高要求的时候使用。

测量时，把三根直径相等的量针放在同一条螺旋槽中，用千分尺量出两边量针顶点之间的距离。

五、加工梯形螺纹的注意事项1、车削梯形螺纹时，要加足切削液的供给，以免刀具受热发生刀具损坏。

2、粗精车梯形车刀的刀头宽度相差要小，避免粗车后，精加工时发生刀具损坏的现象。

3、车削梯形螺纹时，切削刃应保证锋利，两侧切削刃应对称，刀体不能外斜。

4、在车削梯形螺纹的过程中不允许用手接触工件或用棉纱擦工件，以免发生安全事故。

5、车削梯形螺纹时应选择较小的切削用量，以减少工件的变形或者减小梯形车刀有不必要的磨损。

6、用数控车床加工梯形螺纹，编程时应准确设定程序里的参数值。

六、数控加工梯形螺纹案例1、用G76指令编程的格式G76 P（m）（r）（α）Q（△dmin）R（d）G76 X（U）Z（W）R（i）P（k）Q（△d）F（L）m：螺纹精车次数00～99 (单位：次)。

r：螺纹尾部倒角量，该值可设定在00～99（单位：0.1×L，L为导程）之间。

α：刀尖角度。

可以选择80°、60°、55°、30°、29°和0°六种中的一种。

△dmin：螺纹粗车时的最小背吃刀量（半径值），单位：μm。

当循环运行时的背吃刀量小于此值时，背吃刀量锁定在该值。

d：螺纹精车的加工余量（半径值），单位：mm。

X 、Z：螺纹切削终点坐标。

U、W：螺纹终点相对于循环起点的增量坐标值。

i：螺纹半径差（螺纹切削起点相对于螺纹切削终点的），单位：mm。

k：螺纹高（半径值），单位：μm。

按k=0.6495P进行计算。

△d：第一次螺纹背吃刀量, 单位：μm。

L：螺纹导程，单位：mm。

2、梯形螺纹加工编程实例2.1实例一如图11，有一个简单的梯形螺纹，对其进行工艺分析，用G76指令编程。