基於華中車削數控係統的螺紋加工（gōng）技術研究
2023-9-21 來源：武漢交（jiāo）通職業學院 作者：宋豔（yàn）麗
摘（zhāi）要：螺紋加工是（shì）車削加工的重要加工方式，也是產（chǎn）品加工過程中（zhōng）使用頻次最高和最容易出問題的環（huán）節。如果螺紋退（tuì）尾（wěi）參數設置不正確，可能會導（dǎo）致零件退尾痕跡不美（měi）觀，影響加工質量。通過正確使用螺紋加工 G 代碼，運用（yòng）退尾極限計算公式，分析X軸加速度與退刀角度的關係，能有效解（jiě）決螺紋加工（gōng）問（wèn）題，保證產品穩定加工，為螺紋加工提供借鑒。
關鍵詞：車削（xuē）加工；螺紋加工；數控（kòng）係統；退尾參數；G 代碼；退尾極限
華中（zhōng）數控係統具有開放的程（chéng）序使用環境，為完成各種加工工藝的需求可進行任意組合 [1]。螺紋加工指令延續了（le）開放的使用環境，通過更（gèng）改（gǎi）參數和 G 代碼格式，可以（yǐ）實現不同形狀、不同類型以及不同方式的螺（luó）紋類零件加工，從（cóng）而滿足客（kè）戶的定製化需求，適配（pèi）不同的使用環境，保證產品穩定（dìng）高效生產，以便解決企業存在的相關問題。
1、螺紋常（cháng）見情況
常用的螺紋指（zhǐ）令包括 G32（單段螺紋）、G82（螺紋固定循（xún）環）以及 G76（螺紋複合循環（huán））。其中，G82和 G76 根據常用的（de）加工及使用習慣，將 G00 定位和G32 螺紋指令進行有序結合，實現了用簡單指令（lìng）完成複雜加（jiā）工軌跡控製的功能。
工（gōng）件從毛坯到加工（gōng）出合格的螺紋必須經過多（duō）次切削 [2]，分別如圖 1 和圖 2 所示。繁複的進（jìn）退刀意（yì）味著操作工需（xū）要（yào）前期編寫大量的（de）單一指（zhǐ）令 G 代碼。根據螺紋指令（lìng）的（de）使（shǐ）用特（tè）點整合重複動作，提煉出具有固（gù）定軌跡的循環指令或更加（jiā）複雜的複合循環指令，可以（yǐ）幫助編（biān）程者或操作者更加簡便地（dì）操作（zuò）機床（chuáng）。
圖 1 G32 單段螺紋加工軌跡
圖 2 G32 多段（duàn）螺紋加工（gōng）軌跡
采用固定循環指令 G82 進行螺紋加工（gōng）。當工件沒有螺紋（wén）退刀槽時，為使螺杆具有更（gèng）高的剪切強度和更好的美觀（guān）效果（guǒ），通（tōng）常在螺紋加工（gōng）結束段增加一段深度逐（zhú）漸減小而（ér）螺距不變的退刀軌（guǐ）跡。為簡化編程，進口係統設置一個螺紋退刀角度參（cān）數項 45°，即（jí） X 平麵和 Z 平麵（miàn）上（shàng）退刀（dāo）軌跡和長軸夾（jiá）角為 45°。
2、解決方案
華中車削數控係統在（zài）使用 E、R 退尾時，由於操作者對機床特性理解不夠，導致退尾痕跡不美觀。下（xià）麵將（jiāng）針對相關機械特性參（cān）數對螺紋收尾軌跡的影響進
行（háng）說明 。
除了保證足夠的安全起刀距離，螺紋切削結束後，也要保證（zhèng）足夠的退刀（dāo）距離。由於螺紋切削過程中需要保證螺（luó）紋導程的一致性，切削（xuē）軸的進給速度（dù）會被主軸實際轉速鉗製 [4]。而執行退刀動（dòng）作的進給（gěi）軸，速（sù）度將從“0”或一（yī）個較低的速度加速到一個非常（cháng）高的速度，保證退刀過（guò）程中螺紋導程連續一致 [5]。若切削軸剩下的退刀距離非常短，將會導致退刀軸的速度非常（cháng）大。
X 軸退刀角度與速度比例的計算公式為：
如圖 3 所示（shì），退刀進給軸除（chú）了需要（yào）更快的速度，還需（xū）要更高的加速性能，否則退尾（wěi）軌跡會產生變形。下麵給出加速度時間常數的計算公式，並將表（biǎo） 1 的參數（shù）代入公（gōng）式進行計算。
圖 3 螺紋大角度退（tuì）刀產生的（de）軌跡和截麵
表 1 螺紋退尾參數
X 軸加（jiā）速度與退刀（dāo）角度的關（guān）係可表示為
機床調試過程需要考慮機床的實際慣（guàn）量和負載（zǎi）大（dà）小，不能一味縮短螺紋退尾，因為過高的加速度會導致絲杆、電（diàn）機以及智能功率模塊（Intelligent Power Module，IPM）的損壞。
3、結語
為分析螺紋加工缺陷產生的原因，運用華中車削數控係統進行零件車削實驗探究，對螺（luó）紋退尾因素進行動態對比（bǐ），得出結論 ：如果要改善螺紋退尾效果，不僅需要提高退刀進給軸的速度和（hé）加（jiā）速度（dù），而且在滿足螺紋（wén）加工質量的前提下，需根據機床性能給出（chū）合理加工參（cān）數，從而解決生產（chǎn）中零件成品問題。此項技術的研究可為螺紋加工中出現的類似問題提供借（jiè）鑒。
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如（rú）果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資（zī）訊合作，歡迎聯係（xì）本（běn）網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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