基于HNC―21T下的梯形螺纹变速车削方法与技巧

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摘要：数控车床加工梯形螺纹可以通过宏指令的方式实现，也可采用G76指令和G82指令混合编程方式实现。加工过程中合理地改变主轴转速来避免梯形螺纹在车削过程中的乱牙现象，不仅可以提高梯形螺纹的加工精度和表面质量，还可以提高数控车床加工梯形螺纹的生产效率。

关键词：数控技术；变速车削；梯形螺纹；G76指令；G82指令

引言

在hnc-21t系统控制下的数控机床上加工梯形螺纹时，高速车削时往往不能很好地保证螺纹的表面粗糙度，达不到加工要求，尤其采用斜进式进刀方式的G76螺纹切削循环进行螺纹加工时（如图1-1所示），刀具单侧刃切削工作，刀刃容易损伤和磨损，由于加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，还将造成牙形精度误差。采用低速车削虽然可以较好地避免以上问题，但生产效率很低，直接从高速变为低速进行螺纹车削时则会导致螺纹乱牙。经过实践，变速车削时的乱牙问题可以用一种简单的方法加以解决。我们采用G76指令在较高转速下的螺纹粗加工，再用G82（如图1-2所示）指令在低速下的螺纹精车及修光。这种G82和G76两种进刀方式混用的编程方法和变速车削螺纹的技巧，一方面提高了生产效率，另一方面很好地保证了螺纹的尺寸精度和表面粗糙度。

1.2.高速换低速的调整方法

考虑到低速车削时车刀进给速度慢，我们可用肉眼来观察车削时螺纹车刀与螺纹牙形槽是否对准，具体操作方法如下：

1.2.1. 改变工件坐标系，使车刀车螺纹时不接触工件表面。

粗车后将粗车刀停在位置X200 Z10处，此时在MDI方式下输入G50 X192后执行，即改变了坐标系，相当于将坐标原点沿X轴正方向移动了4mm，也即稍大于一个牙高的距离。此时，在MDI 方式下输入“M3 S25”，在“自动”方式下“循环启动”机床，将车床主轴转速调低至25r/min，重新运行程序，粗车刀将车不到工件表面，在接近工件表面的位置移动。如图2-2所示。

1.2.2.重新对正车刀与梯形螺纹槽

由于车刀进给速度很慢，此时我们可以看出车刀与原先车出的梯形螺纹槽是不重合的，车刀偏移了一小段距离，如图2-2所示，目的就是要使车刀重新对准车出的梯形螺纹槽。操作的原理跟在数控车床上车削多头螺纹是一样的，就是通过改变螺纹车刀车削前的轴向起点位置来达到目的，即修改上述程序段G00 X40 Z12中的Z12。我们可以通过肉眼判断需调整的大慨距离，如可先将Z12改为Z13，运行程序后，发现车刀与车出的梯形螺纹槽还没有完全对正，则再修改Z值，重新运行程序，直到车刀与梯形螺纹槽完全对正。1.2.3.恢复原来工件坐标系

为便于理解和不易出错，仍将车刀移到X200 Z10位置，在MDI方式下，执行G50 X208，修复原来的工件坐标系，重新运行程序，就可以低速精车梯形螺纹。精车时也是通过上述改变螺纹车刀车削前的轴向起点位置的方法来修光梯形螺纹的两侧面，同时通过测量，控制切削的次数使螺纹达到尺寸精度的要求。

我们得出只要将刀具移动约0.94mm时，车刀即可处在螺纹槽的中心，此时可以以Z向约0.05mm、0.02mm的量左右移动，采用单刃切削的方式进行螺纹牙侧面的修正和螺纹的精加工，当修正了一定的刀数后，可以将X方向直接进给至梯形螺纹的小径值，即29mm，以充分保证螺纹的牙型精度、加工质量和中经精度。

2.梯形螺纹中径尺寸精度的控制方法

梯形螺纹的中径尺寸精度检测一般通过三针或单针测量实现。三针测量螺纹中径是一种比较精密的测量方法，测量时将三根量针放置在螺纹两侧相对应的螺旋槽内，用千分尺量出两边量针顶点之间的距离M，根据M值可以计算出螺纹中径的实际尺寸（M值和量针直径的计算公式如下表1所示）。三针测量时计算比较繁琐，故在实际应用过程中，常使用单针测量的方法测量梯形螺纹的中径尺寸精度。单针测量时只需使用一根量针，另一侧利用螺纹大径作基准，在测量前应先量出螺纹大径的实际尺寸d0，测量原理与三针测量法相同。

3.结束语

经验证，高速与低速车削的转速都固定时，车刀需要偏移的位移是固定的，有了这个数据，以后在车刀崩刃，或磨损后需换刀时就可以不用再重复调整步骤，直接在低速精车时将车螺纹的起点偏移相应位置就可以了。

当然如果在批量生产加工时还是要一次一次地改变螺纹车刀车削前的轴向起点位置来修光梯形螺纹的两侧面，生产效率将大大降低，为了解决这个问题，我们可以将梯形螺纹左右两侧面的加工过程分别编成两个子程序，每次调用时使车刀轴向偏移0.05mm，在工件的首件试切中确定需调用子程序的次数，从而将整个加工过程编入程序当中，即从加工第二件工件时车床就可以一直自动运行下去，直到工件被加工合格。

参考文献：

[1]于万成 主编《数控编程与加工技术》北京：高等教育出版社2008.6

[2]黎向荣 主编《数控机床编程与操作――数控车床分册》北京：电子工业出版社2009.3

[3]刘正平 《在数控车床上变速车削梯形螺纹》机械工程师2009年第9期.