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梯形螺紋的（de）數控技術分析及應用

2016-9-12 來源：石家莊工業泵廠有限公司（sī）　作者（zhě）：賈（jiǎ）誌（zhì）欣

【摘　要】　隨（suí）著工業化的（de）快速推進，我國製造業得到了迅猛的發（fā）展，同時也對元器件的生產工藝提出了（le）越來越（yuè）高的要求和標準。為了滿足日益增（zēng）長的生（shēng）產工（gōng）藝需求，梯形螺紋加工工藝作為一種新型的數控加工工藝而被研發出來。現階段梯形螺紋加工逐漸成為當下（xià）一種常用的數控加工工藝，但是由於這種數控加工工藝所（suǒ）使用的螺紋（wén）牙角較（jiào）小，刀具強度也較弱，同時工（gōng）藝的程序控製步（bù）驟也比較複雜（zá），這大大增（zēng）加了其在實際操作中的難度。基於此，本文將著重分析探（tàn）討梯形（xíng）螺紋（wén）的數控技術要點及不把控。

【關鍵（jiàn）詞】　梯形螺紋；數控技術；措施

1、梯形（xíng）螺紋的數控（kòng）技術

1.1、梯形（xíng）螺紋加工工藝流程

首先，調整梯形螺（luó）紋加工所用數控機床的精（jīng）準度，然後在對應（yīng）的數控機（jī）床中加入選定的加工（gōng）材料，在數控機床正式工作之前，相應的（de）機床操作人員一定要檢驗機（jī）床的精度，確保機床加（jiā）工的精確度符合規定的要求（qiú），即（jí）滿足加工（gōng）的需求。其次，數控機床操作人員在加工（gōng）過程中需要使用規範的機床車削方法和裝夾（jiá）方（fāng）式，我們加工過程中常用（yòng）的裝夾方（fāng）式主要是通過使用三抓盤夾持固定在工件的一端，用頂尖將工件（jiàn）的另一端頂住，同時，為了避免工件在機床加（jiā）工過（guò）程中發生軸振動（dòng）而造成（chéng）機（jī）床加工精（jīng）度不準的問題發生，數控機床裝夾的一端通常需要設置成台階式。此外，為了避免梯形螺紋出現變形的（de）問題，機床操作人員在機床加工的過程中要（yào）注（zhù）意將頂尖頂住元件的時候不能過緊，需要預留一定的空間範（fàn）圍。

1.2、主要技術參數及刀具選用（yòng）

螺距：螺距反應的是螺紋牙跟牙之間的距離，其值一般按國家（jiā）標準給定（dìng）。牙型角：一般牙型角的度數有30 和60 度等。螺紋大徑：即螺紋的公稱直徑。中徑：一般為大徑減（jiǎn）去一半螺距，主（zhǔ）要用來測量螺紋是否合格的尺寸。小徑、牙高、牙頂寬、牙（yá）槽底寬主要構成了（le）螺紋的基本形狀。牙頂間隙：ac，當（dāng）P 為1.5--5，時，ac 值為0.25。梯形螺紋的代號：一般用字母“Tr”表示，區別於普通螺紋“M”標示。梯形螺紋（wén）刀具有兩種（zhǒng），第一：高速鋼塗層梯（tī）形螺紋（wén）車刀。這種刀具主要用於粗加工，去除較大的加工餘量，獲得較好的加工效率（lǜ）及較差的表麵粗糙度。第二：硬質合金刀具。該刀具的切削性能較好，能（néng）獲得較好的表麵質量和較高的加工精度，主要用（yòng）於梯（tī）形螺（luó）紋的精加工。

1.3、多頭螺紋加（jiā）工

1）直進法。加工方法是在加工過程中對（duì）刀具的z 軸（zhóu）（軸向方向）不進行改變，分次進給（直徑方向），來完成螺紋的切削。2）斜進法。在每次住複行程後，除了做橫向（xiàng）進刀以外，隻在縱向（xiàng）的一個方（fāng）向微（wēi）量進給。3）左右切削法。加工方法是通過改變z 軸的方向，也是進刀的起（qǐ）始點，來完成對螺紋一個側麵（miàn）的加（jiā）工，完了（le）再加（jiā）工（gōng）另外一個側麵，最後對兩側麵（miàn）和底麵進行修光。

1.4、梯形螺紋檢測（cè）

梯形螺紋檢（jiǎn）測主要（yào）檢（jiǎn）測螺紋的大徑、中經、小徑尺寸（cùn）和表麵質量。1）大徑尺寸主要由遊（yóu）標卡、千分（fèn）尺測量（liàng）；2）底（dǐ）徑尺寸一般由程序控製（zhì）牙型高（gāo）度，而間接控製底徑尺寸；3）中經尺寸可以（yǐ）用單（dān）針測量或三針測量法，為提高螺紋檢測精度，選擇三（sān）針測量法，量（liàng）針直徑為3.1mm；根據中經允許的極限偏差，千分尺（chǐ）讀數為（wéi）M 為36.409-36.764mm 之間尺寸合格；4）螺紋螺距通過螺紋規檢查螺紋螺距是否（fǒu）正確（què）；5）根據零件的技術要（yào）求，檢（jiǎn）查牙頂（dǐng）、牙底、兩牙側麵的表麵粗糙度是否符合要求；6）內梯形螺（luó）紋檢測主要通過綜合測量來檢測螺紋（wén）是否正確。梯形螺紋加工編程的方法很多，這（zhè）隻（zhī）是其中（zhōng）一種編程方法（fǎ），此方法（fǎ）是在實訓教學過程中總結出來的，在FANUC數控係統車床實際加（jiā）工（gōng）上（shàng）得到（dào）正確驗（yàn）證。能加工（gōng）出符合圖紙要求（qiú）零（líng）件，並且效率較高。

2、梯（tī）形螺紋數控技術（shù）應用實例及注意事（shì）項

我公司主要生產渣漿泵、脫硫泵、船用泵，挖泥泵等（děng），其中一些（xiē）過流部件（jiàn）（如葉輪（lún））的材料是我公司自主研製的高鉻鑄鐵工（gōng）件，葉輪螺紋孔為盲（máng）孔結構，螺紋為美製Acme 梯形（xíng）螺（luó）紋（wén），國內幾乎沒有相關螺（luó）紋加工的技術資料可做參考，並且螺紋直徑及導程大，螺紋牙型角29°，螺旋槽深達13mm，且工（gōng）件經正火（huǒ）處理（lǐ）其硬度在HRC58-65，工件硬度高，若采（cǎi）用直切法加工刀具與工件接觸麵（miàn）積大，切（qiē）削力大，易產生（shēng）振動，對（duì）刀具的磨（mó）損也很大，無法保證螺紋加（jiā）工的精度（dù）。通過反複切削試驗，借助數控編程，實現螺紋的半成型刀具交錯切（qiē）削，同時設計機夾立方氮化硼（péng）（BN-S）盲孔梯（tī）形螺紋刀具，一種專用於加工高鉻鑄鐵（tiě）工件梯形螺紋的刀具，其包（bāo）括由45# 鋼製成的刀體，立方氮化硼材料製成的刀片，刀體的基麵凹槽與刀片底麵的凸起精密定位，從而實現刀片的互換（huàn），同時刀片尺寸的改變（biàn）可適用於不同螺距的螺紋加工，不僅可以（yǐ）保證螺紋的精（jīng）度，其效率也得到了提高。如圖1 所（suǒ）示。

圖1

具體工作中，要特別注意的是：1）車削梯形螺紋時，要（yào）加足切削液的供給，以免刀具受熱發生刀具損壞。2）粗精車梯形車（chē）刀的刀頭寬度相差要小，避免粗車後，精加工時發生（shēng）刀具損壞的現象。3）車削梯形螺紋時，切削（xuē）刃應保證鋒利，兩側切削刃應對（duì）稱，刀體不能外斜。4）對於（yú）工件的裝夾，往往采用（yòng）兩頂夾或者一夾一頂裝夾。粗車較大螺距時（shí），也可采用（yòng）四爪卡盤一（yī）夾一頂，以保證裝夾牢固，同時使工件的一個台階靠（kào）在卡盤（pán）上麵，用（yòng）來固定工件的軸向位（wèi）置。加工時切削力不能過（guò）大，否則容易使工件移位而毀壞螺紋。在加工的時候，要選擇精度高（gāo）和磨損少（shǎo）的機床，通過適（shì）當調（diào）配機床的各處的間隙，對床鞍與中小滑（huá）的配合部位進行檢查和調整，選用磨損較少的交換齒輪即可。5）當然如果在批（pī）量生產加工時還是（shì）要一次一次地改變螺紋車刀車削前的軸（zhóu）向起點位置來修光梯形螺（luó）紋的兩側麵，生產效率將大大（dà）降（jiàng）低，為了（le）解決這個問題，我們可以將梯（tī）形螺紋左右兩側麵的加工過程分別編成兩個子程（chéng）序，每次調用時使（shǐ）車刀軸向（xiàng）偏移（yí）0.1lmm，在工件的首件（jiàn）試（shì）切中確定需調用（yòng）子程序的次數（shù），從而將整個加工過程編人程序當中，即從加（jiā）工第二件工件時車床就可以一直自動運行下去，直到工件被加工合格。

總而言之，梯形螺紋牙形角（jiǎo）度小，深度大，可以與梯形螺母完美匹配，並且通過梯形螺紋加工工（gōng）藝（yì）在數控機床加工中（zhōng）的應用可以極大地（dì）提高數控機床（chuáng）加工的質量和（hé）效率，進而可（kě）以為加工（gōng）企業謀取更多的社會和經濟效益。因此有必要在以後的實際工（gōng）作中得到我（wǒ）們進一步研究應用。

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