数控车大螺距螺纹借刀(数控中级编程：解析矩形螺纹的加工思路，用宏程序编程的方法一)

如果说宏程序在数车加工中，哪一块具有很高的价值，那么无疑是大螺距螺杆的应用了，而非圆曲线，其实也是为大螺距螺杆做铺垫。因为有些螺杆的牙型是非圆曲线形。

今天分享的是——矩形螺纹。

说到矩形螺纹，它的主要用于传力机构，特点是传动效率较其他螺纹较高。但对中精度低，牙根强度弱，同时其精确制造比较困难。但它的计算还是比较容易的。

理论上讲，矩形螺纹的牙型为正方形。但由于内外螺纹配合时必须有间隙， 所以实际牙型并不是正方形。它的基本尺寸计算公式如下。

例 5-1：

牙槽宽度(b) = 0.5*螺距(P) + (0.02~0.04)mm 齿宽(a) = 螺距(P) - 牙槽宽度(b)

牙高(h1) = 0.5*螺距(P) + (0.1~0.2)mm

螺纹底径(d1) = 螺纹大径(d) - 2*牙高(h1)

所以我们要车削矩形 50*8 螺纹时，它的各个部分的计算如下。牙槽宽度 = 0.5*8+0.02 = 4.02

齿宽 = 8-4.02 = 3.98

牙高 = 0.5*8+0.1 = 4.1

螺纹底径 = 50-2*4.1 = 41.8

基本理论学习完毕，我们可以看看具体的零件图纸了。例 5-2：

上图是要加工矩形 60*10 螺纹。我们可以根据公式算出所需参数。但重点并不是计算，而是刀具轨迹。

在加工矩形螺纹的时候，由于刀具也是方头的(类似于切槽刀)。所以一般采用直进法加工。但当螺距较大，牙槽宽度比刀具宽度大的多时，需要借刀。借刀的方式也有很多种，总的来说，你想怎么借刀，那就怎么编程。本例将采用两种借刀方法供读者参考。

方法一：X 向分层，Z 向借刀

加工思路分析：

当采用方法一加工时，我们至少需要做两次判断。第一次是判断有没有车到某个深度。第二次是，在对应的深度上进行 Z 向借刀时，牙槽宽度有没有借到位。

当 X 向切深分层，其实就是每一刀的背吃刀量。在这里我取每刀 0.1mm(背吃刀量在实际加工时，可根据零件材料与刀具材料自行取值)。

在 Z 向借刀的时候，由于刀具自身有宽度，所以实际要借的长度是：牙槽宽度-刀具宽度。上面这两点我们弄清楚后，我们在想一想程序的结构。

如果要在当前某个深度上进行 Z 向借刀，说明借刀这一步一定在 X 切深循环之内，并且X 切深在Z 借刀完毕之前不能改变。也就是说程序的结构是两层嵌套。弄清这一点，我们可以试着编写方法一的程序了。

根据图纸可以计算出我们需要的参数

牙高 = 0.5*10+0.1 = 5.1

牙槽宽度 = 0.5*10+0.02 = 5.02

剩余牙槽宽度 = 5.02-3 = 2.02 (需要借刀的距离)

螺纹底径 = 60-2*5.1 = 49.8

程序如下：

T0202 (矩形螺纹车刀，刀宽 3mm)

S450 M3

G0 X60 Z15

#1=0 (用#1 表示单边牙高)

WHILE [#1 LE 5.1] D01 (既然#1 表示牙高，那么它的值如果小于等于5.1，说明没车完。并且每刀的切深应该表示为60-2*#1）

G0 X[60-2*#1]

G32 Z-73 F10

G0 X62

Z15

#2=0 (#2 表示 Z 向借刀的初始值，也就是说#2 需要不断加到剩余的槽宽)

WHILE [#2 LE 2.02] D02 (由于剩余的槽宽是 2.02，所以#2 的值如果小于2.02，那么说明没借完)

G0 X[60-2*#1]

Z[15-#2]

G32 Z-72 F10

G0 X62

Z15

#2=#2+2.02 (由于剩余的槽宽只有 2.02，比刀具宽度小。所以可以一刀借完)

END2

#1=#1+0.1 (牙高每次减去 0.1 即背吃刀量 0.1mm）

END1

G0 X100

Z100

M30

在上述程序中，如果 Z 向借刀的长度比刀宽大，那么就只能借刀具宽度的 90% 最佳。并且在判断的时候，需要考虑能否整除的问题。背吃刀量也是一样。这一点在前面已经讲解过，这里不在赘述。

另外，程序可以简化，不需要这么“清晰”。当然，这里我作为讲解，同时也考虑到很多朋友是初次接触，所以不得不这么写。如果你有一定的宏程序基础， 可以试着把程序简化。

我们看看程序仿真切削效果。借刀效果图：

在车削好每一层 X 向深度后，会同时 Z 向借刀。成品效果图：

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