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浅析应用A类宏程序车削特殊螺纹的方法
作者：丘丽玲
来源：《职业·下旬》2013年第05期
摘 要：本文从刀具几何角度选择、车削方法、宏程序的编制等方面，阐述了在教学实践中应用A类宏程序车削特殊端面螺纹和变螺距螺纹的方法。 关键词：端面矩形螺纹 变螺距螺纹 车削方法 宏程序编制
在机械制造工业中，带螺纹的零件应用广泛，且种类多，因此螺纹的加工方法也较多。在数控车床编程与操作教学中，如何用现有的GSK980TD数控系统车床编程和加工各种特殊螺纹呢？下面介绍笔者在教学实践中应用A类宏程序车削特殊端面矩形螺纹和变螺距螺纹的方法。
一、宏程序车削端面矩形螺纹的方法
如图1所示端面矩形螺纹零件图，该图左边是锥体，用来加工锥齿轮，右边是螺距8mm的端面矩形螺纹，材料为45钢。 图1 端面矩形螺纹零件图
从图1可知，如果在普通车床上或在专用机床上加工，难度在于加工螺距8mm的端面矩形螺纹。故笔者利用GSK980TD数控系统车床G32指令可车削端面螺纹的功能，从工艺性分析、刀具几何角度选择、车削方法、宏程序编制等方面综合考虑，加工出特殊的端面矩形螺纹。
1.零件工艺性分析和难度分析
由图1可看出，难度在于车削端面矩形螺纹，螺距P=8mm，ac取0.2mm，根据矩形螺纹的计算公式可得，牙型深度：h=0.5P+ac=4.2mm；牙槽宽：b=0.5P+（0.02～0.04）=4.03mm；牙宽：a=P-b=3.97mm。 2.刀具材料和几何角度选择
（1）刀具材料。车削端面矩形螺纹时，宜选高速钢W18Cr4V车刀，主轴转速采用50r/min。
（2）刀具几何角度。在刃磨端面矩形螺纹车刀时，既要考虑矩形螺纹车刀的几何角度，又要考虑端面螺纹车刀的几何角度，才能车削出正确的端面矩形螺纹。
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①矩形螺纹车刀的几何角度。
为了使刀头有足够的强度，刀头长度L不宜过长，L=0.5P+（2～4），应取6～8mm。 刀头宽度：粗车刀一般比螺纹牙槽宽尺寸小，故刀头宽度取3.5mm。
车刀纵向前角。因为加工材料为钢件，故取12°～15°；车刀纵向后角取为8°。
因P=8mm，故刃磨刀刃后角时应考虑螺纹升角的影响。根据公式中径d2=d-h=117.8mm，由tanψ=得出：ψ=1o14′，故两侧刀刃后角：αOL=（3o～5o）+ψ≈5o，αOR=（3o～5o）-ψ≈2o。 两侧刀刃副偏角为1°左右。
车刀主刀刃要平直，两侧副刃要对称，精车刀应磨0.3～0.5mm修光刃。
②端面螺纹车刀的几何角度。因端面螺纹的螺旋槽与端面矩形槽相似，为了防止车刀左侧副后面与螺旋槽圆弧相碰，必须按螺旋槽圆弧的大小刃磨成圆弧形，并保证有一定的后角。 3.端面矩形螺纹的车削方法
车削图1的端面矩形螺纹时，受工件材料、车刀角度、螺距大、牙型深等条件限制，车削难度大，故在车削时应注意以下三点。
（1）由于车削的端面矩形螺纹牙型深度为4.2mm，考虑车刀的强度，故采用主轴转速50r/min，每次切削深度宜选用0.2mm，这样可避免因吃刀量过大产生崩刃或刀头折断的现象，且可保持正确的牙型。
（2）由于端面矩形螺纹的牙槽宽为4.03mm，故采用刀宽3.5mm的端面矩形螺纹粗、精车刀进行数控车削。粗车时牙底留精车余量0.1mm，牙槽两侧各留精车余量0.05mm。用端面矩形螺纹粗车刀粗车时，应向右或向左偏移0.43mm，以防止“扎刀”现象出现，但必须保证每次偏移前后的进刀点和出刀点一致，防止产生“乱牙”现象。再用精车刀采用同样的方法车至端面矩形螺纹尺寸要求。
（3）切削时应浇注足够的乳化液，以延长刀具寿命和达到表面粗糙度要求。 4.宏程序编制
利用GSK980TD车削端面矩形螺纹G32螺纹切削指令，编程时可调用几个子程序进行编程，但比较繁琐。因此，应用A类宏程序既简化了编程，又提高了编程速度。将1号刀作为端面矩形螺纹粗车刀，刀宽3.5mm，以左刀尖为对刀点，图1所示粗车端面矩形螺纹的参考程序如下：
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Ο0001；
G0 X180 Z100 M3 S50 T0101； G0 X127 Z5；
G65 H01 P#200 Q4100； N10 G65 H86 P20 Q#200 R0； G32 X60 F8； G0 W5； X127；
G65 H03 P#200 Q#200 R200； G65 H80 P10； N20 G0 X180 Z100； G0 X126.14 Z5； G65 H01 P#201 Q4100； N30 G65 H86 P40 Q#201 R0； G32 X59.14 F8； G0 W5； X126；
G65 H03 P#201 Q#201 R200； G65 H80 P30； N40 G0 X180 Z100 M30；