基于宏程序的梯形螺紋優化加工方法與程序編輯

摘 要：螺紋鏈接與傳動在機械中是一種常見的形式，尤其是梯形螺紋，在較大傳遞力或大型設備中應用尤為廣泛，并且對于其精度要求也是越來越高。數控設備具有效率高精度高等特點，使其逐漸普及在機械加工中，但是受到各種數控指令的局限，使其加工方法單一，往往加工結果不理想。本文通過對作者實踐應用經驗的總結，借助宏程序的應用特點及子程序的調用，以FANUC 0i數控車操作為基礎，編寫出有效的高速車削多線梯形螺紋的加工程序。

關鍵詞：宏程序；多線；梯形螺紋；數控；加工

中圖分類號：F40 文獻標識碼：A

梯形螺紋在傳動中應用越來越廣泛，精度要求越來越高。無論是在普通車床上還是在數控車床上加工梯形螺紋，都具有較大的技術難度。并且在普通車床上加工梯形螺紋勞動強度大，廢品率較高。這就對梯形螺紋提出了高精度高效率的制造要求。數控車床穩定的高精度加工性能為梯形螺紋的車削提供了良好的加工基礎，但在由于數車的編程與控制比較困難，因此有人錯誤地認為梯形螺紋不適合數車來車削，實際上如果梯形螺紋的加工程序和工藝合理，在數車上的加工效果也會很好。目前已有很多在數控車床上加工梯形螺紋的成功事例，但一般都沒有合理地考慮工藝，只是用指令把最終要得到的形狀做出來。

在機械加工中最重要的是合理的編排工藝，而在數控編程中，最重要的是合理的選用指令和編輯程序，通常的螺紋切削指令如G32、G92、G76，雖然能夠完成梯形螺紋的切削，但從編程效率看，G32首先就不可選用，而后兩者看似效率提高了，但是仔細看螺紋的表面質量，會發現在牙側有很多毛刺，表面光潔度極差。所以這三者都不適用于高精度、高表面質量的梯形螺紋加工。為了提高加工效率和表面質量，作者采用螺紋加工指令與宏程序相結合的方法，極大的改善了加工中所出現的上述問題。

1 宏程序的意義

把具有某種功能的一組指令，像子程序一樣存儲在存儲器中，使用時將其調用，這組指令就稱之為宏程序主體，簡稱宏程序。用戶宏程序可以拓展數控系統的一些功能，實際上數控系統是一個類似計算機系統的開放系統，我們可以利用它所提供的工具如宏程序進行二次開發。

當然，這里的開放和開發也并非是是無條件的，是有固有的規律的。宏程序的最大特點是在宏程序主體中除了使用變量以外還可以使用通常的數控指令如G32、G92、G76等。

2 宏程序的分類及選擇

宏程序分為兩種，即用戶宏程序A（A類宏程序）和用戶宏程序B（B類宏程序）。A類宏程序在編輯工程中極不直觀，可讀性差，除一小部分數控系統外現已幾乎不用。B類宏程序則是以直接的公式和語言輸入的，和計算機中的C語言很相似，程序易于編輯、理解。FANUC 0i系統所裝載就是用B類宏程序，本文所使用的宏程序均指B類宏程序。

3 變量

宏程序的變量用變量符號#和后而的數值指定，如#i。變量根據用途不同分為幾類，如表1所示。

4 控制指令

控制指令的作用是控制用戶宏程序主題的程序流程，其分類及格式具體如下

（1）條件轉移指令：IF[<條件表達式>]GOTO n

當前面條件滿足條件表達式時，從程序段順序號為n的程序段開始執行，如果不滿足，則執行下一程序段，若省略了IF[<條件表達式>]，則無條件從程序段順序號為n的程序段開始執行。

（2）循環指令：WHILE{<條件表達式>>}Don

...

...

END n

若當前條件滿足條件表達式時，執行從DO到END之間的程序，否則，執行END后的程序段。循環嵌套最多不超過3級。

5 在數控機床上，梯形螺紋常用加工方式

（1）直進法。在車削螺紋時，車刀只在X向間歇進刀，Z向只做切削運動。此法在加工過程中，車刀的三個刃都參與切削工作，切削熱大且不便于排屑，易發生扎刀和爆刀現象。

（2）斜進法。在螺紋切削時，刀具沿著牙型角方向斜向間歇進刀。這種方法避免了三忍同時切削，但是在最后一刀時背吃刀量較大，切削力過大，易產生毛刺并且刀具容易損壞。

如若采用逐層切削的方法，上述問題即可得到解決。

6 程序編輯（見表2、表3）

結語

在實踐中應用本程序，工件的質量得到了明顯的提高。對于梯形螺紋螺距的不同，本文也做了相應的考慮，只需要將程序中相應的變量進行修改，就可加工不同螺距的梯形螺紋。

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