数控程与加工梯形、矩形螺纹

《数控车床加工工艺与编程操作》课程电子教案主编：任国兴学习重点：

了解掌握车削梯形、矩形及多线螺纹的原理和车削的基本方法.

学习目的：熟悉梯形、矩形螺纹车刀的几何参数及其刃磨方法，掌握梯形、矩形螺纹切削余量的合理分配及车削后的零件质量分析。课题八梯形、矩形螺纹编程与加工操作课题八梯形、矩形螺纹编程与加工操作8.1

车削梯形、矩形螺纹零件的相关知识

8.2梯形螺纹编程与加工操作

8.3矩形螺纹编程与加工操作复习思考题

1．梯形、矩形螺纹的用途梯形螺纹广泛用于传动结构如机床的丝杠等，一般它的长度较长，精度要求较高。而矩形螺纹是一种非标准螺纹，传动精度低，广泛用于台虎钳、千斤顶等工具中，缺点是它经过一段时间使用后由于磨损便产生松动，且不能调整。2．梯形、矩形螺纹的代号及标记梯形螺纹代号用“Tr”及公称直径和螺距表示。左旋螺纹须在尺寸规格之后加注“左”右旋则不标注出。如：Tr40×4、Tr36×6左等。矩形螺纹代号只用“矩”及公称直径和螺距表示。如：矩42×6等。导程与线数用斜线分开，左边表示导程，右边表示线数。如：矩45×6/2等。梯形螺纹的标记由螺纹公差带代号和螺纹旋合长度代号组成。如：Tr50×7LH—7e—L（Tr50×7LH为梯形螺纹代号、7e为公差带代号、L为旋合长度代号）3．梯形、矩形螺纹的车削方法第一节车削梯形、矩形螺纹零件的相关知识

课题八梯形、矩形螺纹编程与加工操作

在数控机床上车削梯形螺纹其工艺、刀具方面与普通机床基本相似，切削过程中，每次往复行程后除了做横向进刀外，还要向左或向右做微量纵向进给粗车、半精车和精车。在数控机床上车削矩形螺纹切削过程中，当螺距大于4mm时，采用直进法粗车，再用直进法左、右精车两侧面。当螺距较小时一般不分粗、精车用一把车刀采用直进法完成车削。4．梯形螺纹的种类梯形螺纹可分为米制螺纹和英制螺纹两种。（这里只介绍米制螺纹）5．梯形螺纹的中径公差及牙型角梯形外螺纹的中径公差等级有6、7、8、9四种；公差带位置有h、e、c三种。梯形内螺纹的中径公差等级有7、8、9三种；公差带位置只有H一种，其基本偏差为零，牙型角α=3006．梯形、矩形螺纹车刀（1）梯形螺纹精车刀1）两侧切削刃夹角：高速钢车刀一般取300士10`，硬质合金车刀一般取300（-5＂～-15＂）。２）横切削刃的宽度：W=0.366P–0.536αc，牙顶间隙αc应用时查《金属切削手册》。

课题八梯形、矩形螺纹编程与加工操作

3）纵向前角：一般取00，必要时也可以取50～100，但其前刀面上的两侧切削刃夹角要做相应修改，否则将影响牙形角。４）纵向后角：一般取60～80。５）两侧切削刃后角：α左=（30～50）±Ψα右=（30～50）±Ψ（Ψ为螺旋升角，即tgΨ=P/πd2=P/πD2）车右旋螺纹时，Ψ取正号，车左旋螺纹时，Ψ取负号。（2）矩形螺纹精车刀１）主切削刃宽度：b=0.5P+（0.02～0.05）２）刀头长度：L=0.5P+（1～3）３）纵向前角：加工钢件时，一般取120～160４）纵向后角：一般取60～80５）两侧切削刃后角：（同梯形螺纹）课题八梯形、矩形螺纹编程与加工操作

第二节梯形螺纹编程与加工操作【实例】车削梯形螺纹零件如图8—1所示（一）刀具选择（1）有断削槽的90度机夹正偏刀（2）45度端面刀（3）梯形螺纹车刀其主切削刃宽度磨成1.0mm牙形角30度（并用齿形样板严格检验）（4）中心钻。（二）工艺分析1．用45度端面刀手动切削右端面，并钻中心孔A2/4.25。2．一夹一顶装夹，棒料伸出卡爪外165mm，用90度机夹正偏刀加工外圆外径留0.8mm精车余量，轴向留0.4mm精车余量。3．外圆粗车、精车用同一把刀。4．用梯形螺纹车刀加工时，应采用左右切削法。5．车削螺纹的顺序。（1）沿径向X进刀车至接近中径处，退刀后在轴向Z左右进刀车削两侧至给定的尺寸。课题八梯形、矩形螺纹编程与加工操作Ø25X

C1.55×450Ø25R3Ø19Tr35×4208020160Z图8—1梯形螺纹零件毛坯：Ø40×180

材料：453003.24Ø350-0.2

Ø330-0.375

Ø30.50-0.165

（2）沿径向X留出精车量进刀车至接近底径尺寸，退刀后在轴向Z左右进刀车削两侧至给定的尺寸。（3）沿径向X精车至零件底径公差尺寸，退刀后在轴向Z左右进刀车削两侧至零件规定的公差尺寸。（三）相关计算1．计算牙槽底宽度：W=0.336P-0.536αc牙顶间隙αc查《金属切削手册》P（1.5～5），αc取值为0.25。即：W=0.336×4-0.536×0.25=1.21mm2．计算每次进刀与左右让刀尺寸：梯形螺纹车刀主切削刃的宽度为1.0mm，而牙槽底宽度为1.21mm。所以，Z向左右让刀的距离为：（1.21—1.0）/2=0.21/2=0.105mm。3．计算牙的深度：h3=0.5P+αc=0.5×4+0.25=2.25mm。4．调整每次切入量，略。（四）参考程序【华中HNC－21T系统】%0076（外轮廓程序略，T02为二号梯形螺纹刀）。………………T0202（调二号梯形螺纹刀，确定坐标系）M03S500（主轴正转、转速500r/min）课题八梯形、矩形螺纹编程与加工操作

G00X38Z-18M08（快速到切梯形螺纹循环点，切削液开）G82X34.5Z-102F4G82X34Z-102F4（第一次X径向进刀至中径尺寸）G82X33.5Z-102F4G82X33Z-102F4G00X38（快速退至梯形螺纹径向循环点）Z-18.05（退刀Z负向偏移0.05mm）G82X34.5Z-102F4G82X34Z-102F4（第二次Z负向偏移进刀至中径尺寸）G82X33.5Z-102F4G82X33Z-102F4G00X38（快速退至梯形螺纹径向循环点）Z-17.95（退刀Z正向偏移0.05mm）G82X34.5Z-101F4课题八梯形、矩形螺纹编程与加工操作

G82X34Z-101F4G82X33.5Z-101F4（第三次Z正向偏移进刀至中径尺寸）G82X33Z-101F4G00X38Z-18（快速到第一次切梯形螺纹循环点）G82X32.5Z-102F4G82X32Z-102F4（第四次X径向进刀至Ø31.5尺寸）G82X31.5Z-102F4G00X38（快速退至梯形螺纹径向循环点）Z-18.08（退刀Z负向偏移0.08mm）G82X32.5Z-102F4G82X32Z-102F4（第五次Z负向偏移进刀Ø31.5尺寸）G82X31.5Z-102F4G00X38（快速退至梯形螺纹径向循环点）Z-17.92（退刀Z正向偏移0.08mm）G82X32.5Z-102F4G82X32Z-102F4（第六次Z正向偏移进刀Ø31.5尺寸）课题八梯形、矩形螺纹编程与加工操作

G82X31.5Z-102F4G00X38Z-18（快速到第一次切梯形螺纹循环点）

G82X31Z-102F4（第七次X径向进刀至Ø30.5尺寸）G82X30.5Z-102F4G00X38（快速退至梯形螺纹径向循环点）Z-18.1（退刀Z正向偏移0.1mm）G82X31Z-102F4（第八次Z负向偏移进刀Ø30.5尺寸）G82X30.5Z-102F4G00X38（快速退至梯形螺纹径向循环点）Z-17.9（退刀Z负向偏移0.1mm）G82X31Z-102F4（第九次Z正向偏移进刀Ø30.5尺寸）G82X30.5Z-102F4G00X38Z-18（快速到第一次切梯形螺纹循环点）G82X30.419Z-102F4(第十次精车到零件尺寸公差值)G00X38（快速退至梯形螺纹径向循环点）Z-18.105（退刀Z负向偏移0.105mm）课题八梯形、矩形螺纹编程与加工操作

G82X30.419Z-102F4(第十一次Z负向偏移精车到公差值)G00X38（快速退至梯形螺纹径向循环点）Z-17.895（退刀Z正向偏移0.105mm）G82X30.419Z-102F4(第十二次Z正向偏移精车到公差值)G00X100Z100M09（退刀到程序起点位置）M02五、注意事项：1．在刃磨梯形螺纹刀时，为了能左右切削并留有精加工余量，刀头宽度应小于牙槽底宽，刀尖角应略小于牙型角，牙型半角应准确。2．削钢料时，应磨有60～80的径向后角和100～150径向前角3．两侧的直线度要好，表面粗糙度值小，刀尖适当倒圆。4．两侧后角，车右旋螺纹时αfL=(30～50)+Ø、αfR=(30～50)—Ø5．车削时先用刀头宽度略小于牙槽底宽的车槽刀，用车直槽的方法车置接近中径处，再粗车两侧面。课题八梯形、矩形螺纹编程与加工操作第三节矩形螺纹编程与加工操作【实例】车削矩形螺纹零件如图8－2所示。（一）刀具选择1．带断削槽的90度正重磨偏刀。2．45度端面刀。3．矩形螺纹车刀其主切削刃宽度磨成2.5mm（并用齿形样板严格检验）。（二）工艺分析1．用45度端面刀手动切削右端面。2．装夹，棒料伸出卡爪外120mm，用90度偏刀加工外圆外径留0.8mm精车余量，轴向留0.4mm精车余量。3．外圆加工粗车、精车用同一把刀。4．用矩形螺纹车刀加工时，先用直进法粗、精车至尺寸，再左右采用直进法切削法精车至零件尺寸。三、相关计算：

课题三外圆、端面和台阶的编程与加工操作

课题八梯形、矩形螺纹编程与加工操作

X4×450Ø32矩形40×6

z

80203.2

Ø4063-0.02-0.033.2Ø400-0.1Ø33.650-0.053.2115士0.13图8—2矩形螺纹零件毛坯：Ø50×135

材料：451．计算牙槽底宽度：b=0.5P+(0.02～0.04)即：b=0.5×6+0.025=3.025mm；或从零件图上得到尺寸为：b=6-（3-0.025）=3.025mm；2．计算每次进刀与左右让刀尺寸：矩形螺纹车刀主切削刃的宽度为2.0mm，而牙槽宽度为3.025mm，所以Z向左右让刀的距离应为：（3.025-2.0）/2=1.025/2≈0.513mm；3．计算牙型高度：h1=0.5P+αc=0.5×6+0.16=3.16mm；（αc间隙取值为：0.1～0.2）或从零件图上得到尺寸为：h1=(39.95-33.625)/2≈3.163mm。4．调整每次切入量：略；（四）参考程序【华中HNC－21T系统】%0077（T02为二号矩形螺纹刀）………………T0202（调二号矩形螺纹刀，确定坐标系）M03S500（主轴正转、转速500r/min）G00X42Z4M08（快速移到切矩形螺纹循环点）G82X39Z-84F6课题八梯形、矩形螺纹编程与加工操作X38.2Z-84F6X37.4Z-84F6(分层粗车矩形螺纹)X36.6Z-84F6X35.8Z-84F6 X35Z-84F6X34.2Z-84F6X33.8Z-84F6X33.625Z-84F6(精车矩形螺纹底径至尺寸)G00X42（径向到切矩形螺纹循环点）Z4.5（Z正向偏移0.5mm）G82X39Z-84F6X38.2Z-84F6X37.4Z-84F6X36.6Z-84F6(分层沿Z正向粗车右侧矩形螺纹)X35.8Z-84F6 课题八梯形、矩形螺纹编程与加工操作

X35Z-84F6X34.2Z-84F6X33.8Z-84F6X33.625Z-84F6(精车至底径尺寸)G00X42（径向到切矩形螺纹循环点）Z3.5（Z负向偏移0.5mm）…(分层沿Z负向粗车左侧矩形螺纹程序略)…G00X42（径向到切矩形螺纹循环点）Z4.513（Z正向偏移至0.513mm零件尺寸）G82X39Z-84F6G82X38.2Z-84F6G82X37.4Z-84F6G82X36.6Z-84F6G82X35.8Z-84F6 (分层沿Z正向精车右侧矩形螺纹)G82X35Z-84F6课题八梯形、矩形螺纹编程与加工操作G82X34.2Z-84F6G