宏程序（xù）車削異形螺紋的編程探索-刀具網-數控機床市場網

您現在（zài）的位置：數控係統網> 技術前沿> 宏程序車削異形螺紋的編（biān）程探索（suǒ）

宏程（chéng）序車削異（yì）形螺紋的（de）編程探索

2020-6-4 來源：桂林航天（tiān）工業學院　實（shí）踐教學（xué）部作者：朱（zhū）治（zhì）法孫豔華杜春平

摘要：探討使用ＦＮＡＵＣ－Ｏｉ數控係統車削（xuē）異形螺紋時宏程序的應用（yòng）。選擇手工（gōng）編製加工程（chéng）序，合理（lǐ）優化參數設置成變量，並賦值，再進行數學計算、邏輯判斷和程序運行跳轉功能，解決簡化編程（chéng），實現分層左右（yòu）借刀車削減少車刀單刃車削磨損嚴重和容易產生的“紮刀”現象。

關鍵詞：異形螺紋；宏程序（xù）；簡化編程

宏程序作為數控加（jiā）工程序編製的高級形式，其程序編（biān）輯具有（yǒu）較大的靈活性，程序的使用具有較好的通用性，程序結構與內容具有較高的智能性等特點［１］。宏程序（xù）可以實現子程序的功能甚至能完成二次及多次曲線（xiàn）加工的（de）特殊功能。在螺紋（wén）加工方麵，宏程（chéng）序應用在車削梯形螺（luó）紋、矩（jǔ）形螺（luó）紋（wén）、蝸杆和牙型異形且牙型深度較大的螺紋編程中優勢突出。比如（rú）在車削大螺距螺紋時可實現左（zuǒ）右借刀車削，車刀受力均勻，避免車刀單刃車削磨（mó）損嚴重等問（wèn）題。若單獨應用螺紋車（chē）削指令加工比較困難，在加工程序書寫上不僅編輯工作量大，而且容易出錯。本文探索在程序（xù）中使用變量配合螺紋固定指令來編程加工數控加工，優化加工程序和（hé）解決（jué）車削難題。

１、異形螺紋編程分析

１．１　螺（luó）紋（wén）車削指令

ＦＮＡＵＣ－Ｏｉ係統數控車（chē）床給用戶提（tí）供了（le）Ｇ３２、Ｇ３４、Ｇ７６、Ｇ８４、Ｇ９２五（wǔ）個螺紋加工指令，可滿足用戶完成普通公製、英製螺紋的加工，其加工（gōng）特點如表１所示。

表（biǎo）１　螺紋車削指令

這些螺紋車（chē）削指令在切削用量等方麵各有特點，但是單一（yī）使用螺紋加（jiā）工指令編（biān）寫（xiě）螺（luó）距較大和牙形深度（dù）較大（dà）的異形特（tè）殊螺紋時，在編程書寫上存在編輯工作量大且容（róng）易出錯的（de）情（qíng）況。當（dāng）用宏程序編輯（jí）加工程序時，可（kě）以把螺紋總切深和ｚ方向的（de）加工餘量用變量來表示。利（lì）用宏程（chéng）序的數學運算和邏輯判斷來確定加工時切削用量和切削次數，實現分層（céng）車削和（hé）左右借刀車削。在編製加工程序時，將加工指令Ｇ９２與宏（hóng）程序靈活地結合起來，可以（yǐ）有效地簡化編（biān）程、合理控製、優化切削參數。

１．２　異形（xíng）螺紋

異形螺紋是指螺紋的輪廓以及牙型與普通螺紋存在明顯差異，其主要包括惠氏螺紋、ＡＣＭＥ英製梯（tī）形螺紋、鋸齒形（xíng）螺紋、圓螺紋、方牙螺紋、ＡＰＩ螺紋、圓弧（hú）螺紋、梯形（xíng）螺紋、變距螺（luó）紋等［２］。對（duì）於異形（xíng）螺紋的加工，若單獨利用螺紋指令加工，在切削深度、左右借刀車削等方麵需（xū）要進行大量的切削（xuē）起點計算，重複工作量大。

２、異形螺紋加（jiā）工編程（chéng）

如圖１所（suǒ）示的（de）異形螺紋，其毛坯為（wéi）：φ５２ｍｍ×１５２ｍｍ

圖１　異（yì）形螺紋軸（單位：ｍｍ）

２．１　工藝分析

２．１．１　刀具的確定

通過分析圖１可以看出此螺紋牙型是左側半（bàn）角為１５°，右側半角為２０°的異形螺紋。由於螺紋牙型形狀比較特（tè）殊，常見方法是采用成型刀具來加工［３］。本文中實例車（chē）削加工時螺紋兩側麵半角是由角度參數引（yǐn）導形成的，在保證車刀有足夠的強（qiáng）度下刃磨出較大的螺紋升角。為了能獲得螺紋兩側麵較（jiào）小（xiǎo）表麵粗糙度值，車（chē）刀刀尖部分可以刃磨成左（zuǒ）右兩側（cè）稍小於（yú）牙型（xíng）半角的形（xíng）狀。車刀幾何角度的正確選擇，可以大大改善車削效果，保證穩定的加（jiā）工（gōng）質（zhì）量，順利（lì）完成螺紋加（jiā）工［４］。

２．１．２　裝夾方式（shì）

在加工中要保證工件的裝夾強度，避免出現振（zhèn）動和位移現象。在此選擇“一夾一頂裝夾”方式裝夾工件。工件左側（cè）φ４０ｍｍ×３０ｍｍ的圓柱作夾位，在工件右端麵中心（xīn）處鑽（zuàn）Ａ５中（zhōng）心孔，利（lì）用活動頂尖（jiān）支承。

２．１．３　編程分析

宏程序（xù）在應用過程中其結構根據所使用（yòng）的循環語句（jù）和判別方式靈活（huó）安排。變量（liàng）確定、變量賦值、變量運（yùn）算、程序跳轉等語句在用戶宏程序本體中使用時，編程人（rén）員需要綜合分析宏程序，設計（jì）合理的工（gōng）藝路（lù）線，合（hé）理提（tí）取變量，以便製定出符合產品的加（jiā）工程序，設計的編程思路如圖２所示。

圖２　編程思路

粗精車完成圖１中各外徑尺寸和（hé）切槽部位表麵。采（cǎi）用一夾一頂（dǐng）方式裝（zhuāng）夾工件（jiàn），建立（lì）工件坐標係（xì）零點在工件右端麵中心處，直接編寫螺紋部分加工程序。宏程序中變量的設置是核心內容，要做到變量設置盡量少。利用宏程序編輯螺紋（wén）加（jiā）工程序，最主要是解決分層車削和（hé）左右多次車削，加強對刀具的精確控製。實現（xiàn）分層車削隻需設定大徑為變量與螺（luó）紋小（xiǎo）徑（jìng）進行數學運算和邏輯判（pàn）斷即可實現。利用Ｇ９２螺紋循環車削指令實（shí）現左右多（duō）次車削，隻需將切削起點進行數（shù）學計算，左右相應移動即可以完成控製。

２．１．４　變量賦值及分析

變量賦值如表２所示。

表２　變量賦值

設置第一層切削直徑尺寸在（zài）螺紋大徑φ４８處，參考計算點在刀頭橫刃中點位置，刀頭寬度３ｍｍ。計算第一層左側借刀偏移量約為＃４＝２－＃２／２＋ＴＡＮ［１５］＊［［＃１－３１］／２］＝２．７７ｍｍ。左側偏移借刀量為０．３ｍｍ／每刀，２．７７／０．３＝９．２３刀（dāo），共借刀十次，第（dì）九刀車削完成後，根據判（pàn）別公式最後一刀左側吃（chī）刀量為０．０７ｍｍ。螺紋（wén）刀右側偏（piān）移總量＃５＝２－＃２／２＋ＴＡＮ［２０］＊［［＃１－３１］／２］＝３．５９ｍｍ。右側偏移借刀量為０．４ｍｍ／每刀（dāo），３．５９／０．４＝８．９７５刀，共借刀九次，第八次（cì）車削完成（chéng）後，根據判別公式最後一刀右側吃刀量為０．３９８ｍｍ。第一層切削總刀數為：第一次切（qiē）削＋左側總借（jiè）刀數＋右側總借刀（dāo）數共２０（１＋１０＋９＝２０）次。每層切削次（cì）數根據切削直徑變化而定，直徑方向切削每層變（biàn）化０．５ｍｍ，（４８－３１）／０．５共分３４層，總切深（４８－３１）／２＝８．５ｍｍ。

３、加（jiā）工程序（xù）

加（jiā）工（gōng）程序如表３所示。

表３　ＦＮＡＵＣ－Ｏｉ係統

４、結束語

在數控加工程序中可以有效地利用（yòng）變量、數學運算和邏輯（jí）判別表達一個（gè）循環體，本文中列舉的數控加工（gōng）程序極大地縮減了未使用變量編程的加工程序，在實際加工過程中有效地縮短了手工編程（chéng）時間，提高了車削效（xiào）率。其步驟如下（xià）：

１）設置（zhì）螺（luó）紋大徑為（wéi）變量（liàng）並（bìng）賦值，在直（zhí）徑（jìng）方向與切削深度進行數學運（yùn）算，得出運算結果與螺紋底徑（jìng）做循環判斷，從而實現直徑方向每層車削的循環。

２）根據螺（luó）紋車刀刀頭寬（kuān）度計算（suàn）出第一層車削（xuē）左右車削總餘量，分左右兩邊設置偏移量進行數（shù）學（xué）運算，移動量與（yǔ）每層左右車削總餘量進（jìn）行判別（bié），實現每層左右車削（xuē）。

３）螺紋牙型角度由數學公式計算，參數引導得出。在表麵加（jiā）工精度和質量上有待嚐試（shì）采用新工藝解決。

在程（chéng）序運行車（chē）削過程中，零件加工表麵粗糙度方麵並不是太理想，為了改善加工精度和表麵粗糙度，還應從刀具和更優化的切（qiē）削參數等（děng）方麵探索有效的精加工（gōng）方法。使用宏（hóng）程（chéng）序縮減優化螺紋加工程序（xù）對特異形（xíng）螺紋車削（xuē）加工有重要的意義。針對在螺紋牙型類似但尺（chǐ）寸不同的螺紋（wén）加工中（zhōng）刀具軌（guǐ）跡（jì）相同的問題（tí），車削加工時隻需改變位置參數和相應變量參數便可獲得其加（jiā）工程序。

投稿（gǎo）箱：
如果（guǒ）您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯係本網編輯部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相關信息

名企（qǐ）推（tuī）薦

業（yè）界視點

| 更多

行業數（shù）據（jù）

| 更多

博文選（xuǎn）萃

| 更多