浅谈梯形螺纹的编程与加工摘要：梯形螺纹在数控车床上加工除了对操作要求严格以外，还要有一个合理准确的数控加工程序来保证加工过程有序而顺利的完成。
通过对梯形螺纹进行数控车削，采用分层切削的加工的方式有效的避免了梯形螺纹在切削过程中出现的“崩刀”和“扎刀”现象，同时利用宏程序程序简化编程。
关键词：宏程序车削梯形螺纹引言梯形螺纹较之三角螺纹，其螺距和牙型都大，而且精度高，牙型两侧面表面粗糙度值较小，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。
1、梯形螺纹的车削工艺分析在加工梯形螺纹的加工有很多种：直进法、斜进法、左右切削法、车直槽法、分层法等等。
由于梯形螺纹较之三角螺纹，其螺距和牙型都大，而且精度高，牙型两侧面表面粗糙度值较小，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。
再加工许多学校的数控车床刚性较差，这就导致了梯形螺纹的车削加工难度较大，在数控车工技能培训中难于掌握，容易产生“扎刀”和“扎刀”现象，进而对此产生紧张和害怕的心理。
在三年的数车工实习学习中，通过不断的学习、理论、总结，对于梯形螺纹的车削也有了一定的认知，自我认为利用宏程序进行分层切削，可以很好地解决出现的问题。
“分层法”车削梯形螺纹实际上是直进法和左右切削法的结合应用。
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，每层深度根据实际情况而定。
转化成若干个较浅的梯形槽来进行切削，可以降低车削难度。
每一层的切削都采用左右交替车削的方法，背吃刀量很小，刀具只需沿左右牙型线切削，梯形螺纹车刀始终只有一个侧刃参加切削，从而使排屑比较顺利，刀尖的受力和受热情况有所改善，因此能加工出较高质量的梯形螺纹，容易掌握，程序简短，容易操作。
2、数控车削梯形螺纹方法的选用根据上述分析，数控车床车削梯形螺纹采用“分层法“比较合适。
分层法”车削梯形螺纹实际上是直进法和左右切削法的结应用。
在车削梯形螺纹时，“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(每层深度根据具体情况设定)，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进给即可(如图1所示)，因此它比上面提到的左右切削法的运动轨迹要简单得多。
第三刀右移刀切削第二刀左移刀切削第一刀直进刀切削图1 分层法车削梯形螺纹图3、宏程序编程车削梯形螺纹以加工一个下图所示的梯形螺纹（如图2所示）为例介绍用宏程序编写加工程序（采用FANUC 0i Mate TC 系统） 28010φ68T r 80X 10图2梯形螺纹零件图（1）数值计算①梯形螺纹加工尺寸计算表1 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 0.5 大径d 公称直径Φ80 中径d2 d2=d-0.5P=75 小径d1 d3=d-2h=69 牙高h h=0.5P+ac=5.5 牙顶宽 f f=0.366P=3.66江苏工贸技师学院08数控技师牙槽底宽 w w=0.366P-0.536ac=3.392②左（右）移刀量的计算左（右）移刀量当前层背吃刀量如上图可以得出分层切削时左（右）移刀量计算式为1、当刀头宽度等于牙槽底宽时，左（右）移刀量=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）移刀量=tan15°×（牙深—当前层背吃刀量）+（牙槽底宽—刀头宽度）/2（2）“分层法”车削梯形螺纹的刀具选择“分层法”车削梯形螺纹所用的粗车刀和精车刀与其它加工方法基本相同，只是粗车刀的刀头宽度小于牙槽底宽，刀具刀尖角略小于梯形螺纹牙型角。
（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。
经过分析上图中有4个变量，#1为刀头到牙槽底的距离，初始值为5.5mm ，#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。
上图中编程关键技术是要利用宏程序实现分层切削和左右移刀切削。
利用G92螺纹加工循环指令功能，左右移刀切削只需将切削的起点相应移动0.268*[#1-#2]+#3（右移刀切削）或者-0.268*[#1-#2]-#3（左移刀切削）就可以实现。
分层切削的实现通过#1和#2变量实现，每层加工三刀后，用#1=#1-#2实现进刀，而在每层中螺纹的X 坐标不变，始终为#4=69.0+2*[#1-#2]。
②参考程序参考程序注 释 O0001；程序号 N10 T0101；换01号刀具，调用01号偏置值 N20 M08；打开切削液N30 M03 S180；主轴正转，转速为180r/minN40 G00 X90.0 Z10.0；刀具快速移动到点（90，10）N50 #1=5.5；#1为刀头到牙槽底的距离，初始值为5.5mmN60 #2=0.2；#2为背吃刀量（半径值）#3为（牙槽底宽—刀头宽度）/2N70 #3=（牙槽底宽—刀头宽度）/2；N80 WHILE [#1 GE 0.2] DO1；当#1≥0.2，执行循环1，底部留0.2mm的精车余量N90 #4=69.0+2*[#1-#2]；#4为每次切削螺纹终点X坐标N100 G00 Z5.0 ；移动到直进刀切削的循环起点N110 G92 X#4 Z-286.0 F10.0；直进刀车削螺纹移动到右移刀切削的循环起点N120 G00Z[5+0.268*[#1-#2]+#3]；N130 G92 X#4 Z-286.0 F10.0；右移刀车削螺纹N140 G00移动到左移刀切削的循环起点Z[5-0.268*[#1-#2]-#3]；N150 G92 X#4 Z-286.0 F10.0；左移刀车削螺纹N160 #1=#1-#2；构成循环N170 END1；当#1<0.2，跳出循环1N180 G00 X200.0 Z150.0；快速退刀N190 M09；关闭切削液N200 M30；程序结束说明：①参考程序以工件右端面中心为编程原点。
②若螺纹的表面粗糙度要求不高，用一把粗车刀加工即可，执行完程序后进行测量，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0.3的侧面余量，则#3=（牙槽底宽—刀头宽度）/2-0.3；再用精车刀精车，依然使用该程序，只修改刀具指令和#3。
4、应用宏指令将梯形螺纹加工程序模块化用宏程序指令将左右移刀法加工梯形螺纹模块化，应用时将宏程序指令中的自变量赋值修改一下加工不同尺寸的梯形螺纹而宏程序中的内容不需修改。
通过上述程序和分析，梯形螺纹加工需要的自变量有：#1=（A）每一刀的进刀深度（半径值），（上图中初始值为牙高5.5mm）；#2=（B）背吃刀量；（上图中为0.2mm）#3=（C）刀头宽度偏差=（牙槽底宽—刀头宽度）/2；#4=（I）螺纹小径；#5=（J）螺距；#6=（K）螺纹长度；（1）主程序O0002；程序号N10 T0101；选择刀具并调用刀具偏置值N20 M08；打开切削液N30 M03 S200 主轴正转，转速为200r/minN40 G65 P1000 A_ B_ C_ I_ J_ K_；宏指令调用程序O1000，并给变量赋值N50 G00 Z150.0；刀具快速沿Z轴退刀N60 G00 X200.0；刀具快速沿X轴退刀N70 M09；关闭切削液N80 M30；程序结束（2）宏程序O1000；程序号N10 #7=#4+2*[#1]；计算出螺纹公称直径N20 G00 X[#7+5.0] Z15.0；刀具快速移动到工件外一点,准备加工螺纹N30 WHILE [#7 GT #4] DO1；当#7>#4时，执行循环1N40 #1=#1-#2；刀具每次进刀0.2mm，构成循环N50 #7=#4+2*[#1]；计算出每一刀螺纹终点X坐标N60 G00 Z10.0；移动到直进刀切削的循环起点N70 G92 X#7 Z-[#6+2.0] F#5；直进刀车削螺纹移动到右移刀切削的循环起点N80 G00Z[10.0+0.268*[#1]+#3]；N90 G92 X#7 Z-[#6+2.0] F#5；右移刀车削螺纹移动到左移刀切削的循环起点N100 G00Z[10.0-0.268*[#1]-#3]；N110 G92 X#7 Z-[#6+2.0] F#5；左移刀车削螺纹N120 END1；当#7<#4时，跳出循环外N130 M99；子程序结束并返回主程序注意事项：（1）、在刃磨梯形螺纹刀时，为了能左右切削并保留精加工余量，刀头宽度应小于牙槽底宽，刀尖角应略小于牙型角、牙型半角应准确。
（2）、车削钢料时，应磨有6°---8°的径向后角和10°----15°的径向前角。
（3）、两侧的直线度要好，表面粗糙度值小，刀尖适当倒圆。
（4）、两侧后角，车右旋螺纹时，AfL=(3°--5°)+Φ、AfR=（3°--5°）-Φ。
（5）、车削时先用刀头宽度略小于牙槽底宽的车槽刀，用车直槽的方法车置接近中径处，在粗车两侧面。
5、结束语我们在FANUCOI系统的数控车床上，利用上述的程序进行了多次梯形螺纹的实际加工，取得了良好的效果。
上述程序应用基本上考虑全面，加工时只需要快速的将变量表中各项变量的值赋入程序便可以加工。
程序适应性广，工艺编制还算合理加工质量基本上还算不错，基本上可以解决梯形螺纹编程加工的诸多问题，可以直接将上述的程序编为子程序使用。
参考文献：1、王洪主编，数控加工程序编制，北京：机械工业出版社，20022、刘雄伟等编著，数控加工理论与编程技术，北京：机械工业出版社，20003、刘唐谦主编，数控加工工艺学，北京：中国劳动社会保障出版社，20004、任国兴主编，数控车床加工工艺与编程操作，北京:机械工业出版社，20025、王公安主编，车工工艺学[M].第一版，北京:中国劳动保障出版社,20056、关亮，张向京.数控车床操作与编程技能训练.高等教育出版社，2005（封面的身份证号？字体格式排版好，图形要弄弄显示出来）。