宏程序在雙線蝸桿加工中的運用

摘要：蝸桿是機械傳動中常用的零件，它具有牙槽窄而深，螺旋升角通常較大、精度要求較高、工件的長度和直徑的比值較大等特點，從而就存在切削力大，刀具磨損嚴重，對操作技術人員要求較高，而且加工質量難以保證等一系列問題。近年來隨著數控技術的發展，利用宏程序和數控機床的有機結合，在數控機床上加工蝸桿的可行性已經得到認可。

關鍵詞：宏程序 雙線蝸桿 華中世紀星HNC—21T系統數控車床 分層切削法

簡單的講，用變量的方式進行數控編程的方法就叫做數控宏程序編程。

宏程序編程是手工編程的高級形式，自然也是數控編程的難點，而雙線蝸桿也是數控車工加工的難點，然而將這兩個難點掌握好后就能夠在數控車床上加工出各種模數的單線、雙線甚至多線蝸桿，并且十分的方便快捷。

由于蝸桿的齒深較深，本文采用分層切削的方法進行加工，把牙槽分為若干層，轉化成若干個較淺的梯形槽來進行切削，每一層的切削都采用先直進后向左的車削方法。由于向左切削時深度不變，刀具只需做向左的縱向進給，這樣就把左右切削法和斜進法有機的結合起來了。由于只有一個切削刃參與切削，還可以有效的控制切削余量，這樣就可以很好地保證表面質量和刀具的使用壽命。

分層切削法的加工示意圖如圖1所示，數學處理如圖2所示：

由于本文介紹的是用宏變量編程，所以在編程過程中有幾個變量需要我們首先處理。具體數學處理分析如下：

以蝸桿車刀右刀尖作為運算基準，第一個變量，牙槽直徑方向大小X會以一個等差數列遞減，如果用#1表示X軸方向的變化量則表達式為#1=#1-AB。第二個變量，牙槽直徑方向尺寸一旦發生變化，那車刀右刀尖每層切深的Z向起點值一定會跟著發生變化，如果用#2表示每層切深車刀右刀尖Z向起點變化量則表達式為#2=-[大徑-#1]/2* tan20*PI/180-Z向精加工余量。第三個變化量，每層切深Z向最后一刀的終點值也是變化不一的，如果用#3表示每層切深Z向終點值則表達式為#3=-GC+刀寬-[[大徑-#1]/2* tan20*PI/180]+ Z向精加工余量。

表1為宏程序變量及含義

序號參數內容及說明

1#1X軸牙槽直徑大小的變化量

2#2每層切深車刀右刀尖Z向起點的變化量

3#3每層切深Z向最后一刀的終點值

4#4蝸桿導程為18.84mm

5#5蝸桿車刀刀頭寬度為1.5mm

6#6齒根圓寬度與蝸桿車刀刀頭寬度之差為0.59mm

7#50#1對應的全局變量

%0011主程序名

M03T0101S200

G0X50Z18.84M08

#1=50

WHILE#1GE40

#50=#1

#1=#1-0.25

M98P0022

ENDW

G0X40Z18.84

#1=40

WHILE#1GE36.8

#50=#1

#1=#1-0.1

M98P0022

ENDW

G0X120Z100

T0202

G0X40Z18.84

G82X36.8Z-45F18.84

G0X40Z9.42

G82X36.8Z-45F18.84

G0X40Z18.84-0.59

G82X36.8Z-45F18.84

G0X40Z9.42-0.59

G82X36.8Z-45F18.84

G0X100Z100

M09

M05M02

%0022

#1=#50

#2=-[50-#1]/2*tan20*PI/180-0.05

#3=-6.9+1.5+[-#2]+0.05

WHILE[#2]-[#3]GT0.5

G0Z[#2]+18.84

G82X[#1]Z-45F18.84

G0Z[#2]+9.42

G82X[#1]Z-45F18.84

#2=#2-0.5

ENDW

G0Z[#3]+18.84

G82X[#1]Z-45F18.84

G0Z[#3]+9.42

G82X[#1]Z-45F18.84

M99

結束語

在實際生產中，通過宏程序中參數的變化，運用宏程序分層加工蝸桿的方法，就可以拓展到大螺距的普通螺紋加工、梯形螺紋和其它特殊螺紋的加工，從而就可以方便加工出高精度的螺紋。同時，解決了在普通車床上加工蝸桿時對工人操作技能和操作技巧的高要求，并且還解決了在數控車床上不能車削大螺距螺紋的問題，在此充分顯示出了數控車床精度高、定位準、分頭方便等特點。所以只要在工藝設計中將加工工藝融入到數控加工程序中，就可以實現蝸桿在數控車床上的批量生產，從而在根本上提高產品的加工質量，從而極大地提高生產率。

參考文獻：

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