錐螺紋加工的特殊方法

夏長富

黑龍江廣播電視大學富拉爾基分校，黑龍江 齊齊哈爾 161042

在具備錐螺紋加工功能的數控機床上，加工錐螺紋是很容易的，普通機床上不具備此功能，要想加工錐螺紋就要采用一定的方法，經研究，用宏程序方法很方便，如果該機床上沒有宏程序功能用普通程序也可實現，在編程過程中要注意運用數學知識解決計算問題。

1 實現錐螺紋銑削方法原理

在一臺具備圓弧插補功能，螺旋插補功能但不具備圓錐插補功能的FANUC臥式加工中心上加工大錐螺紋。螺旋插補的功能可實現直螺紋銑削，即在XY平面走行整圓弧時Z方向走行1個螺距。而錐螺紋與直螺紋的區別為在Z方向走行1個螺距的同時，直徑方向也因錐度角有對應變化，起始點與終點不在同一圓柱面上。即螺紋起始點的公稱直徑與終點的公稱直徑不相等，在編程過程中要進行相應的數學計算。

2 應用宏程序實現錐螺紋的加工

在一般的程序中，程序字為常量，只能描述固定的幾何形狀，缺乏靈活性和適用性。若能用改變參數的方法使同一程序能加工形狀相同但尺寸不同的零件，錐螺紋的加工就會非常方便，同時也提高了螺紋成形的可靠性。加工不規則形狀零件時，機床可能要作非圓曲線運動，一般手工編程達不到要求。在進行自動測量時機床要對測量數據進行處理，這些數據屬于變量，一般程序是不能處理的。針對這種情況，數控機床提供了另一種編程方式，即宏編程。它是指程序中使用變量，通過對變量進行賦值及處理，使程序具有特殊功能含有變量的程序。

在具備“用戶宏程序”功能的機床上編一個錐螺紋加工的宏程序，程序中將用到下列變量：

#3—直徑D的一半與刀具半徑之差

#4—錐度角的正切值

#5—兩螺牙在徑向上的變動量t

#6—螺紋終點直徑的一半

#7—螺紋起始點直徑D，在主程序中用對應文字變量D賦值

#9—進給速度，在主程序中用對應文字變量F賦值

#17—螺距Q，在主程序中用對應的文字變量Q賦值

#18—刀具半徑

#23—錐度角W，在主程序中用對應的文字變量W賦值

#26—螺紋深度Z，在主程序中用對應文字變量Z賦值

#27—直徑D的一半

#3000—輸出報警信息

宏程序：

O7777//宏程序名

#4=TAN[#23] //計算錐度角正切值

#5=#17*#4 //計算兩螺牙徑向變動量

#27=#7/2 //螺紋起始點直徑的一半

#3=#27—#18//螺紋起始點直徑的一半減刀具半徑

#6=#27—#26*#4—#18 //運用公式計算

IF[#27LT#18]GOTO 3 //如果直徑D的一半小于刀具半徑一半則報警，屏幕顯示ERROR

N1G91G01X0Y[#3]F[#9] //將刀具以進給速度移到X0Y[#3]處

N2G91G02X0Y—[#5]I0J—[#3]Z—[#17]F[#9] //加工第一個螺牙

#3=#3—#5 //準備判斷值

IF[#3GT#6]GOTO 2 //如果條件滿足執行第2程序段

GOTO 4 //如果條件不滿足執行第4程序段

N3#3000=120（D R ERROR）//輸出報警信息

N4G91 G01 X0 Y—[#6]F[#9] //刀具回到終點

G91G28Z0 //刀具回到Z軸零點

M99//結束

說明：調用方式為G65P8000D R Z Q U F ，其中：D為起始點螺紋直徑，R為刀具半徑，Z為螺紋深度，Q為螺距，U為錐度角，F為進給速度。調用此宏程序時主軸刀具位置為螺紋起始面的中心并啟動。此加工不使用G40功能，且直線軸進給倍率應鎖住。

3 加工實例

例：加工參數為D=40，R=10，Z=5，Q=2.5，W=3的螺紋，進給速度為F=10mm/r。

主程序：

O0001 //主程序名

G90 G00 X0 Y0 Z0 S100 M03//刀具快速移動到工件坐標系原點

G65 P7777 D40 R10 Z5 Q2.5 W3 F10//調用宏程序并設定參數

M30//程序結束并返回到程序開頭

以上用宏程序加工錐螺紋通用性較強，如果機床不具備宏程序功能也可用普通程序加工，現舉例如下：

O01 //程序名

G90 G00 X0 Y0 Z0 S100 M03 //刀具快速移動到坐標系原點

G91 G01 X0 Y10 F10 //刀具以一定進給速度移動到螺紋起始點

G91 G02 X0 Y-0.131 I0 J-10 Z-5 F10//加工螺紋

G01 X0 Y-9.738 F10//刀具回到螺紋終點處

G91 G28 Z0//Z軸回零

M30//程序結束并返回到程序開頭

4 結論

在錐螺紋加工過程中，選用螺紋銑刀既可。在找正工件零點時可以用圈表的方法進行。在完成錐螺紋加工時并非一種方法，例如用自動編程軟件自動生成加工程序或根據上述宏程序編制幾段普通程序都可以完成此項加工任務。但運用宏程序更簡單、可靠，在改變加工對象時，只要改變參數就可以了。對系統只有透徹的理解，特別是如何運用宏程序功能，才能發揮其更大的作用，運用起來才會更靈活。