巧用宏程序編程加工非標梯形螺紋

　　摘 要： 加工螺紋一般采用成型刀具，非標準螺紋加工往往需要定制刀具。這不但增加了加工的成本，而且由于刀具的誤差造成螺紋牙型不正確。在此巧妙應用宏程序就能夠很好地彌補不足，收到事半功倍的效果。
　　關鍵詞： 螺紋加工 非標梯形螺紋 宏程序 進刀方法
　　
　　螺紋加工是機械加工中最常見的加工類型之一，在數控機床正在革命性普及的今天，在數控車床上加工螺紋正越來越多地被使用。要高質量、高效率地加工螺紋，正確合理地使用數控車削加工螺紋的方法就變得至為關鍵。而三角螺紋、梯形螺紋現在在加工方面的應用就已經非常廣泛。我就借助于宏程序中變量的使用，從編程加工方面探討了數控車削非標梯形螺紋的方法。
　　一、螺紋車削指令分析
　　螺紋編程指令主要有三個，適用在不同情形當中。
　　1.單刀螺紋切削指令
　　格式：G32 X_ Z_ F_；
　　其中X、Z為螺紋切削終點的坐標值，F為螺紋的導程。
　　其加工軌跡如圖1。
　　2.簡單循環螺紋切削指令
　　格式：G92 X_ Z_ F_；
　　指令中X、Z、F的含義與G32的相同。
　　其加工軌跡如下圖。
　　G92循環軌跡
　　3.復合循環螺紋切削指令G76
　　格式：G76 P(m)(r)(a) Q(△dmin) R(d)
　　G76 X(u) Z(w) R(i) P(k) Q(△d) F(f)
　　指令中m:精加工重復次數（1至99）（用兩位數表示如02）
　　r:螺紋尾端倒角值（用兩位數表示0—99L如1.2L為12（L為導程））
　　a:螺紋牙型角，可選擇80度、60度、55度、30度、29度、0度，用2位數指定。
　　△dmin:最小一次吃刀量單位是微米（最小切削深度）（數字后不準加小數點）。
　　d：最后一次吃刀量單位是微米（數字后不準加小數點）。
　　X、Z坐標：最后一刀螺紋切削的終點坐標。
　　i:螺紋部分的半徑差，如果i=0，即為直線螺紋切削。
　　k:螺紋牙型角高度=0.5413P（單位是微米），這個值在X方向用半徑值指定。
　　△d:第一次的切削深度或叫吃刀量（單位是微米）。
　　F：螺紋的導程。
　　其軌跡如下圖。
　　螺紋切削循環指令G76軌跡 G76循環單邊切削及其參數
　　二、螺紋車削進刀方法分析
　　螺紋車削的進刀方法有許多種，但在數控車削中一般使用的就只有直進法和斜進法兩種。
　　1.直進法
　　車螺紋時在每次往復行程中，車刀作X向進刀，車刀兩側刃同時參加切削，經多次行程把螺紋車好的方法。此種方法的特點是操作簡單，但容易產生扎刀現象，只適用于螺距較小的螺紋。指令G32和G92就是采用的這種方法。
　　2.斜進法
　　在螺紋切削的每次行程中，車刀同時作X向和Z向單側進刀，車刀單側刃參加切削，多次往復把螺紋車好的方法。此種方法的特點是計算復雜，但其只用單刃切削，不易扎刀，適用于螺距較大的螺紋。指令G76就是采用的這種方法。
　　三、編程思路
　　非標準梯形螺紋具有梯形螺紋加工的共性，即牙型深、導程大，也有其個性，即牙型角是非常規的。因此可以利用宏程序適應變化的特點來解決這個問題，也就是借鑒G76指令的思路，斜向進刀可以避免車刀兩側刃都參加切削，同時沿著牙側斜進又能保證螺紋牙型角的正確。
　　四、編程實例
　　在本例中出現的是牙型角為45°的非標準的螺紋，要加工此類螺紋首先讓人想到的就是成型加工法即使用45°的螺紋成型刀。而我現選用30°梯形螺紋車刀，刀頭寬度取大于槽底寬的1/2小于槽底寬，設為a，使用宏程序編程采用左右斜進法進刀。
　　其軌跡如下圖。
　　右側斜向進刀軌跡左側斜向進刀軌跡
　　程序如下：
　　O2011;
　　T0101;
　　M03 S200;
　　#1=0.1; #1為右向X軸進刀量
　　N1 G00 X94 Z4;
　　#2=#1*TAN22.5;#2為右向Z軸每次移動量
　　G00 X［92-#1*2］ W-#2;
　　G32 Z-47 F8;
　　G00 X94;
　　#1=#1+0.1;
　　IF［#1LT4］GOTO1;
　　#3=0.1; #3為左向X軸進刀量
　　N2 G00 X94 Z［6.55+a］;
　　#4=#3*TAN22.5; #4為左向Z軸每次移動量
　　G00 X［92-#3*2］W#4;
　　G32 Z-47 F8;
　　G00 X94;
　　#3=#3+0.1;
　　IF ［#3LT4］ GOTO2;
　　G00 X100 Z100;
　　M05;
　　M30;
　　此種方法就類似于G76的斜進法，但G76只能沿右側斜進，而在本例中既使用G76右側斜進的原理，又考慮左側由于刀具牙型角不夠也用斜進法來加工完成。這當中#1和#3的每次進給量可以控制螺紋左右側表面的形狀精度，在實例中選用的每次進給量為0.1，如果要求精度更高，就可以將其改小，但要注意不能太小，否則會影響系統計算時間和效率。
　　參考文獻：
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　　［2］沈建峰.數控車床編程與操作系統集錦（數控加工類）［M］.北京：中國勞動社會保障出版社，2008.6.
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