数控加工中梯形螺纹的加工工艺探讨

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摘 要：随着科学技术的发展，梯形螺纹加工逐渐成为当下一种常用的数控加工工艺，但是由于这种数控加工工艺所使用的螺纹牙角较小，刀具强度也较弱，同时工艺的程序控制步骤也比较复杂，这大大增加了其在实际操作中的难度。本文从螺纹加工工艺概述入手，就梯形螺纹加工工艺在数控加工中的应用进行了探究。

关键词：数控加工；梯形螺纹；加工工艺

近些年，随着工业化的快速推进，我国制造业得到了迅猛的发展，同时也对元器件的生产工艺提出了越来越高的要求和标准。为了满足日益增长的生产工艺需求，梯形螺纹加工工艺作为一种新型的数控加工工艺而被研发出来。由于该工艺所用的螺纹牙形角度小，深度大，所以它可以与梯形螺母完美匹配。此外，通过梯形螺纹加工工艺在数控机床加工中的应用可以极大地提高数控机床加工的质量和效率，进而可以为加工企业谋取更多的社会和经济效益。

1 新旧梯形螺纹加工工艺对比分析

数控加工中所用的传统的梯形螺纹加工工艺主要是先采用直接进入的方式，然后再通过左右切割来进行成品的加工，这种加工工艺最大的弊端就是非常容易出现扎刀现象，并且生产效率也非常低。而在数控机床加工中新型的梯形螺纹加工工艺则主要是借助预先编制的加工程序来进行控制的，这样更加科学、合理和规范，通过引入先进的计算机技术，用软件程序对加工工艺的程序进行预先的设定。新型的梯形螺纹加工工艺的具体流程是先检查机床的精度，然后再通过多程序来对元件进行加工。总体而言，新的梯形螺纹加工工艺与传统的梯形螺纹加工工艺相比，无论是从受力分析、程序编程或贝吃力量等角度来看都具有明显的优势。

2 梯形螺纹加工工艺探究

2.1 梯形螺纹加工工艺流程

梯形螺纹加工工艺主要是借助计算机软件来实现工作流程的控制，其流程主要包括以下几个方面：首先，调整梯形螺纹加工所用数控机床的精准度，然后在对应的数控机床中加入选定的加工材料，在数控机床正式工作之前，相应的机床操作人员一定要检验机床的精度，确保机床加工的精确度符合规定的要求，即满足加工的需求。其次，数控机床操作人员在加工过程中需要使用规范的机床车削方法和装夹方式，我们加工过程中常用的装夹方式主要是通过使用三抓盘夹持固定在工件的一端，用顶尖将工件的另一端顶住，同时，为了避免工件在机床加工过程中发生轴振动而造成机床加工精度不准的问题发生，数控机床装夹的一端通常需要设置成台阶式。此外，为了避免梯形螺纹出现变形的问题，机床操作人员在机床加工的过程中要注意将顶尖顶住元件的时候不能过紧，需要预留一定的空间范围。

2.2 梯形螺纹车刀的选择及切削方法的选择

梯形螺纹车刀所用的材料主要有两种，即硬质合金和高速钢。螺纹车刀材质的合理性对机床的加工效率及其自身的使用寿命都具有重要的影响。高速钢刀刀刃打磨方便，刃口锋利，韧性好，且刀尖不容易折断，所以主要适用于车削塑性材料，但是由于其耐高温性不佳，在高速转动的时候容易遭受磨损。车削如铸铜、铸铁类的脆性材料则适宜采用硬质合金刀具。硬质合金刀具具有高速切削磨损率低，工作效率高，耐高温性强，但是由其造成的车刀的刀刃容易发生翻遍或断裂的问题。

梯形螺纹车削加工方式主要包括两种，即高速和低速。低速车削方法主要适用于单件生产或者那些对加工精度要求较高的梯形螺纹生产中。传统的车削加工方法主要有切槽法、左右车削法、直进法、斜进法和分层切削法等。例如，直进法主要就是沿着横向让刀具进刀，但是该法由于切削的时候主要采用三刃进刀，所以刀具磨损很严重，且容易出现扎刀等问题。

2.3 梯形螺纹车削加工工序

梯形螺纹车削加工工序主要包括两种加工工序，即粗车加工工序和精车加工工序。在具体的加工中，零件通常需要首先经过粗车道来实现对元件的初步加工（主要是开槽），为了确保粗加工元件的适用性，确保其在精车加工的时候不会出现变形问题，需要在加工的过程中在径向预留0.1-0.2mm的加工余地，还需要确保梯形螺纹顶径与底径之间的预留距离为0.2-0.4mm，这也是确保器件加工准确度的有效措施。在精车加工的过程中，通常需要进行两次精车加工，并且还要将G92系统的动态误差检测器引入到这两次精车加工的过程中，机床的背吃刀量尺寸通常为0.2-0.3mm，这时候就需要测量和调整精车内径的尺寸，这一步主要是借助精车刀来实现的，一般需要将背吃刀量调整为0.25-0.55mm。而由于粗车加工与精车加工过程中都是采用直进切割方法，精车刀的刀刃在加工的时候就需要有一定的要求，即要确保其刀刃的宽度与螺纹牙槽的宽度相等。然后需要对精工程序进行编制，但是在编制的时候需要将径向尺寸编制到螺纹的底径，工程传动速率需要设为120-150r/min，最终完成加工工艺。

3 多头螺纹的加工方法

在目前的数控车床中，螺纹切削一般有三种方法：

（1）直进法 易获得较准确的牙型，但切削力较大，常用于螺距小于3mm的三角形螺纹。加工方法是在加工过程中对刀具的z轴（轴向方向）不进行改变，分次进给（直径方向），来完成螺纹的切削。

（2）斜进法 在每次往复行程后，除了做横向进刀以外，只在纵向的一个方向微量进给。

（3）左右切削法 在每次往复行程后，除了做横向进刀外，还需要向左或向右微量进给。对于加工大螺距的螺纹，多头螺纹等零件，由于加工面太宽，接触面大。用直进法，对于机床、具和工件都会产生很大的影响，甚至打刀、飞活和蒙车等现象，所以，只有采取左右车削法来完成。加工方法是通过改变z轴的的方向，也是进刀的起始点，来完成对螺纹一个侧面的加工，完了再加工另外一个侧面，最后对两侧面和底面进行修光，这种方法叫做左右进刀法，注意是一个侧面一个侧面的加工，这样以减小刀具和工件的接触面积，作用是扩槽。可一刀左，下一刀右的方法加工。

总之，梯形螺纹加工工艺作为一种新型的数控加工工艺，可以有效的提高元件生产的质量和效率，对其加工工艺进行研究具有重要的意义。因此，为了进一步提高其在实际应用中的利用率，研发人员需要不断探索简化这种程序的方法和措施，确保该种加工工艺得到全面的推广和应用。

参考文献：

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[2]夏文龙.梯形螺纹的数控加工[J].科技创创业家.2013，18（03）：98-99.