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摘 要： 梯形螺纹在机械传动中应用比较广泛。数控车削梯形螺纹由于螺距大， 牙型高度深，而且精度要求高，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，切削抗力大。这就导致了梯形螺纹车削加工难度较大，特别是容易产生扎刀和断刀现象。基于华中HNC-808数控系统，利用宏程序指令改变车削梯形螺纹的走刀方式，可以很好的控制零件的尺寸精度，形位公差及表面质量要求，从而提高了加工效率和产品的同一性。
关键词： 梯形螺纹;数控车削;宏程序编程
梯形螺纹的车削在生产实践中非常重要，在普通车床上多采用传统的高速钢进行低速车削，不但效率低，刀具易磨损，还经常因尺寸误差而报废，同时需要操作者具有较高的技能水平。在数控车床上可应用宏程序指令，将加工梯形螺纹的进刀量采用自变量赋值，循环指令车削，从而保证产品的稳定性，提高生产率。
1普通车床车削梯形螺纹的方法
普通车床车削梯形螺纹时，通常采用高速钢材料刀具进行低速车削。常用的方法有直进法，左右车削法，车直槽法和车阶梯槽法等。通常直进法只适用于切削螺距较小（p<4mm）的梯型螺纹，螺距较大（p>4mm）的梯型螺纹常采用左右切削法，车直槽法和车阶梯槽法。
1.1直进法
直进法如图1a所示，车削梯形螺纹时，纵向不作移动，只利用中拖板进行横向间歇地进给车削至螺纹小径，这种方法虽可以获得比较正确的齿形，运动轨迹也很简单，但由于刀具三个切削刃同时参加切削，导致加工时切削力和切削热增加，容易产生扎刀现象，同时切削过程中振动比较大，牙侧容易拉出毛刺，不易得到很好的表面质量，因此它只适用于螺距较小的梯形螺纹车削。
1.2左右切削法
左右切削法车削梯形螺纹时除了用中拖板刻度控制车刀的横向进刀外，同时还利用小拖板的刻度控制车刀的左右微量进给，直到牙型全部车好，如图1b所示。用左右切削法车螺纹，车刀尖宽度应比螺纹槽底宽度窄一点，用车刀两个主切削刃中的一个在进行单面切削，避免了刀具三面同时切削，所以不容易产生扎刀现象。
1.3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（留精车余量）。然后换精车刀牙型两侧借刀修整，如图1C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，因刀具的刀头强度不够而容易折断，同时切削的沟槽较深，排屑不顺畅，切削速度较低，所以生产效率较低。
1.4车阶梯槽法
车阶梯槽法，由于“直槽法”车削螺纹时刀頭容易损坏，我们可以采用车阶梯槽法改进，如图1d所示，此方法同样也是采用矩形螺纹车刀进行先切槽，只不过不是直接切至槽底尺寸，而是分成若干刀切削成阶梯槽，最后换用精车刀牙型两侧借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，但要换刀生产效率不高。
综上所述：这些加工方法由于其自身存在缺陷。生产效率较低，精度稳定性差，很难实现产品批量加工，大大降低了加工效率。
2数控车削梯形螺纹方法选用
以华中HNC-808系统数控车床为例。常用加工螺纹的指令有G32，G82，G76等，根据它们各自特点如果使用其中某一指令来加工梯形螺纹的话，也只能加工小螺距，低精度的螺纹。G32为单一螺纹的切削指令。G82为复合螺纹切削指令，两种指令方式都为直进法，只适用于加工小螺距螺纹。G76为复合循环切削指令，刀具的进刀方法为斜进法。斜进法又称单面切削法，螺纹车刀沿牙型角方向斜向间歇进给至牙深处，此方法螺纹车刀始终只有一个侧刃参与切削，从而使排屑比较顺利，刀尖的受热和受力情况有所改善，不易引起扎刀现象，适用于加工中等螺距螺纹。
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径法和左右切削法的综合运用。在车削梯形螺纹时，分层法通常不是一次性就把梯形螺纹切削出来，而是把牙槽分成若干层来进行切削，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，刀具只需向左或向右的纵向进给即可。
3宏程序编程车削梯形螺纹
3.1 华中HNC-808系统数控车床 以加工一个Tr40*6梯形螺纹，为例，介绍用宏程序编写加工程序。
3.2梯形螺纹的数值计算
B左（右）移动量计算：
如图4所示：可以得出当刀头宽度等于牙槽底宽时左右的移动量计算式为：
左（右）移动量=tan15*每一刀的进刀深度（半径值）
当刀头宽度小于牙槽底宽时左右的移动量计算式为：
左（右）移动量=tan15*每一刀的进刀深度（半径值）+（牙槽底宽-刀头宽度）/2
3.3“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精车刀与其它加工方法基本相同，只是刀头宽度略小于牙槽底宽，刀具刀尖角略小于螺纹牙型角。
在数控车床上加工梯形螺纹，为了便于控制螺纹牙型角以及各项基本尺寸，一般根据螺距P选用不同规格的梯形螺纹刀片，采用宏程序加工的梯形螺纹牙型侧面粗糙度可达Ra1.6，尺寸公差等级可达6e，这种加工方法不仅提高了螺纹的精度、表面粗糙度，同时也缩短了螺纹的切削加工时间，从而提高了生产率。
4结束语
在实际应用中，分层切削法利用宏程序的编程思路， 分层左右借刀，每层切深逐渐减少，加工时只有刀尖和单刃切削，既避免了刀具三刃切削，又合理安排切削用量，这样能切出高精度、高品质的螺纹，分层切削法兼顾了刀具寿命、加工质量和加工效率三个方面，起到了良好的经济效率。
参考文献：
[1]彭德荫，车工工艺与技能训练[M].北京中国劳动社会保障出版社，2001
[2]李树明，数控机床加工技术[M].西安陕西人民出版社，2002
[3]袁锋，数控车床培训教程[M].北京机械工业出版社，2004
（江苏省溧阳中等专业学校，江苏 溧阳 213300）
关键词： 梯形螺纹;数控车削;宏程序编程
梯形螺纹的车削在生产实践中非常重要，在普通车床上多采用传统的高速钢进行低速车削，不但效率低，刀具易磨损，还经常因尺寸误差而报废，同时需要操作者具有较高的技能水平。在数控车床上可应用宏程序指令，将加工梯形螺纹的进刀量采用自变量赋值，循环指令车削，从而保证产品的稳定性，提高生产率。
1普通车床车削梯形螺纹的方法
普通车床车削梯形螺纹时，通常采用高速钢材料刀具进行低速车削。常用的方法有直进法，左右车削法，车直槽法和车阶梯槽法等。通常直进法只适用于切削螺距较小（p<4mm）的梯型螺纹，螺距较大（p>4mm）的梯型螺纹常采用左右切削法，车直槽法和车阶梯槽法。
1.1直进法
直进法如图1a所示，车削梯形螺纹时，纵向不作移动，只利用中拖板进行横向间歇地进给车削至螺纹小径，这种方法虽可以获得比较正确的齿形，运动轨迹也很简单，但由于刀具三个切削刃同时参加切削，导致加工时切削力和切削热增加，容易产生扎刀现象，同时切削过程中振动比较大，牙侧容易拉出毛刺，不易得到很好的表面质量，因此它只适用于螺距较小的梯形螺纹车削。
1.2左右切削法
左右切削法车削梯形螺纹时除了用中拖板刻度控制车刀的横向进刀外，同时还利用小拖板的刻度控制车刀的左右微量进给，直到牙型全部车好，如图1b所示。用左右切削法车螺纹，车刀尖宽度应比螺纹槽底宽度窄一点，用车刀两个主切削刃中的一个在进行单面切削，避免了刀具三面同时切削，所以不容易产生扎刀现象。
1.3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（留精车余量）。然后换精车刀牙型两侧借刀修整，如图1C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，因刀具的刀头强度不够而容易折断，同时切削的沟槽较深，排屑不顺畅，切削速度较低，所以生产效率较低。
1.4车阶梯槽法
车阶梯槽法，由于“直槽法”车削螺纹时刀頭容易损坏，我们可以采用车阶梯槽法改进，如图1d所示，此方法同样也是采用矩形螺纹车刀进行先切槽，只不过不是直接切至槽底尺寸，而是分成若干刀切削成阶梯槽，最后换用精车刀牙型两侧借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，但要换刀生产效率不高。
综上所述：这些加工方法由于其自身存在缺陷。生产效率较低，精度稳定性差，很难实现产品批量加工，大大降低了加工效率。
2数控车削梯形螺纹方法选用
以华中HNC-808系统数控车床为例。常用加工螺纹的指令有G32，G82，G76等，根据它们各自特点如果使用其中某一指令来加工梯形螺纹的话，也只能加工小螺距，低精度的螺纹。G32为单一螺纹的切削指令。G82为复合螺纹切削指令，两种指令方式都为直进法，只适用于加工小螺距螺纹。G76为复合循环切削指令，刀具的进刀方法为斜进法。斜进法又称单面切削法，螺纹车刀沿牙型角方向斜向间歇进给至牙深处，此方法螺纹车刀始终只有一个侧刃参与切削，从而使排屑比较顺利，刀尖的受热和受力情况有所改善，不易引起扎刀现象，适用于加工中等螺距螺纹。
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径法和左右切削法的综合运用。在车削梯形螺纹时，分层法通常不是一次性就把梯形螺纹切削出来，而是把牙槽分成若干层来进行切削，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，刀具只需向左或向右的纵向进给即可。
3宏程序编程车削梯形螺纹
3.1 华中HNC-808系统数控车床 以加工一个Tr40*6梯形螺纹，为例，介绍用宏程序编写加工程序。
3.2梯形螺纹的数值计算
B左（右）移动量计算：
如图4所示：可以得出当刀头宽度等于牙槽底宽时左右的移动量计算式为：
左（右）移动量=tan15*每一刀的进刀深度（半径值）
当刀头宽度小于牙槽底宽时左右的移动量计算式为：
左（右）移动量=tan15*每一刀的进刀深度（半径值）+（牙槽底宽-刀头宽度）/2
3.3“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精车刀与其它加工方法基本相同，只是刀头宽度略小于牙槽底宽，刀具刀尖角略小于螺纹牙型角。
在数控车床上加工梯形螺纹，为了便于控制螺纹牙型角以及各项基本尺寸，一般根据螺距P选用不同规格的梯形螺纹刀片，采用宏程序加工的梯形螺纹牙型侧面粗糙度可达Ra1.6，尺寸公差等级可达6e，这种加工方法不仅提高了螺纹的精度、表面粗糙度，同时也缩短了螺纹的切削加工时间，从而提高了生产率。
4结束语
在实际应用中，分层切削法利用宏程序的编程思路， 分层左右借刀，每层切深逐渐减少，加工时只有刀尖和单刃切削，既避免了刀具三刃切削，又合理安排切削用量，这样能切出高精度、高品质的螺纹，分层切削法兼顾了刀具寿命、加工质量和加工效率三个方面，起到了良好的经济效率。
参考文献：
[1]彭德荫，车工工艺与技能训练[M].北京中国劳动社会保障出版社，2001
[2]李树明，数控机床加工技术[M].西安陕西人民出版社，2002
[3]袁锋，数控车床培训教程[M].北京机械工业出版社，2004
（江苏省溧阳中等专业学校，江苏 溧阳 213300）