圓弧螺紋的車削加工

楊 羊

（1.江蘇聯合職業技術學院鹽城機電分院，江蘇鹽城 224000；2.江蘇省鹽城機電高等職業技術學校，江蘇鹽城 224000）

圓弧螺紋的車削加工

楊 羊1，2

（1.江蘇聯合職業技術學院鹽城機電分院，江蘇鹽城 224000；2.江蘇省鹽城機電高等職業技術學校，江蘇鹽城 224000）

進入新世紀后，國家開始組織數控技能大賽，而且范圍越來越廣。針對最近幾年數控技能大賽中出現的圓弧螺紋的車削加工，通過對技能大賽訓練題目中的圓弧螺紋的分析，介紹了在FANUC0iMate—TC數控系統的數控車床上如何運用宏程序和G32指令，通過分層切削的方法來實現圓弧螺紋的編程和加工。利用刀具的選擇，宏程序的加工來實現零件的編程加工，還縮短了加工時間，提高了加工質量。

FANUC0iMate-TC；圓弧螺紋；數控加工；宏程序

目前，數控車削系統對規則的曲線加工有固定的指令，如圓弧的加工直接使用加工G02、G03指令來編程加工。普通的三角螺紋加工也比較簡單，直接使用編程加工指令G76、G32、G92[1]等，可以很快完成螺紋的編程與加工。而圓弧螺紋的編程根據所選系統、加工工藝的不同，所使用的編程方法也各不相同。機床數控系統本身不存在直接加工圓弧螺紋的G指令，使編程難度大大增加。另外在實際加工中還要考慮參數的調整將是非常困難的，而這些變量的參數直接影響著加工的效率以及質量，也很容易產生過切現象。下面筆者根據技能大賽訓練中的加工經驗以及相關資料，總結出使用宏程序編程在FANUC0iMate—TC數控系統的數控車床上車削圓弧直螺紋。

1 圓的標準方程

圓的大小由它的半徑決定，如圖1所示，而圓弧的使用范圍是由其圓心角的大小決定的。在訓練和比賽中加工的圓弧螺紋通常是半圓，在加工中就要恰當地利用圓的方程進行點的坐標計算。

圖1 圓

2 零件圖樣

圖2是技能訓練練習中的零件上的圓弧螺紋圖，圖2上給出螺紋最大的外徑，圓弧螺紋中圓弧的半徑及螺距的大小。本文就根據這些主要尺寸，以該圓弧直螺紋為例來介紹編程加工的方法。

圖2 圓弧螺紋

3 螺紋的常規加工方法

在法拉克系統中，螺紋的常規加工方法是利用G76螺紋復合循環指令自動分層切削或者利用單行程指令G32來分層切削。如圖所示的圓弧直螺紋的加工指令依然是用上述螺紋指令，只是加工出的螺紋線路比較特別，需要在編程時既要加工出螺紋，又要形成圓弧形狀。

4 刀具的選擇[2]

粗加工刀具選擇槽刀，如圖3所示，半徑為1.5 mm，刀片選用涂層硬質合金材料。精加工時也選用槽刀，為了保證精加工面的表面質量，刀片選用陶瓷材料，半徑為1.5 mm。刀具半徑選擇特點：（1）小于車削的圓弧半徑，避免加工干涉；（2）選用的半徑不能過小，半徑過小會降低切削強度，容易損壞刀具。

圖3 圓弧槽刀

5 宏程序編寫

（1）對圖2圓弧的分析

圓弧螺紋的圓弧半徑為2 mm，小徑=78-4= 74 mm，螺距=5。圓弧標準方程：X2+Z2=0.52，變量范圍：X為[-0.5，0.5]。圓弧半徑應該是2 mm，但是由于使用的是半徑1.5 mm的槽刀，所以刀具移動的半徑范圍為2-1.5=0.5 mm。

（2）加工思路分析

由于使用槽刀切削，槽刀的主要切削方向是直徑方向，而在螺紋切削時必須使用橫向切削，所以切削量要小才能保證螺紋的加工。隨著螺紋切削深度的加大，遇到的切削阻力會更大，所以要保證切削順利，筆者探索研究，分為左、中、右三刀分層切削加工，如果加工零件較長，需采用“一夾一頂”的裝夾方式，順利完成加工。

（3）程序編寫

#1：X方向的變量；

#2：圓弧螺紋Z方向的變量；

%

O1001

M03S600T0202G99G40（刀具為槽刀，刀具半徑1.5mm）

G0Z10

X88

#1=0.5 （X方向起始數值）

WHILE[#1GE-0.5]DO1

#2=SQRT[0.52-#1*#1]（根據標準方程計算所得Z值）

G00Z10 （中間第一刀）

X[78+#1*2]

G32Z-30F5 （螺紋長度Z-30根據圖示要求所定，螺距為5）

G00X85

G00Z[10+#2]（切削深度不變，右邊第二刀）

X[78+#1*2]

G32Z-30F5

G00X85

G00Z[10-#2]（切削深度不變，左邊第三刀）

X[78+#1*2]

G32Z-30F5

G00X85

#1=#1-0.03 （變量逐步減小，加工范圍逐步擴大）

END1

G00X100

Z100

M05

M30

%

6 結束語

本文根據螺紋的特點，采用非傳統意義上的螺紋刀加工螺紋，而是使用槽刀切削加工，既要顧及到螺紋的加工，又要切合槽刀橫向加工時切削量小的使用特點，切削量小就必須多刀車削，采用普通方法編程，計算量無法完成，所以編程時采用宏程序編程簡化了程序，縮短了加工時間，降低了比賽過程中學員的比賽強度。

［1］陳建軍.數控車編程與操作［M］.北京：北京理工大學出版社，2010.

［2］高曉東.數控車削刀具刀尖圓弧半徑對加工精度影響的分析與解決途徑［J］.機床與液壓，2013（14）：145-147.

Circular Thread Turning

YANG Yang1,2
（1.Yancheng Electrical Branch，Jiangsu Lianhe Technical Institute，Yancheng224000，China;2.Jiangsu Yancheng Electromechanical Higher Vocational and Technical School，Yancheng224000，China）

after entering the new century，the state began to organize the game of NC technique，and the range is more and more wide. Turning to the arc thread appearing in recent years in the game of NC technique，through the analysis of thread on skills competition training topics in the arc line，this paper introduces how to use macro program and G32 instruction in CNC lathe FANUC0iMate-TC NC system，the method of divided layer cutting to achieve circular thread programming and processing.Using the tool selection，processing of macro program to realize parts are completed，the processing time is shortened，improving the processing quality.

FANUC0iMate-TC；circular thread;CNC machining；macro program

TG51

：A

：1009－9492(2014)12－0059－02

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.12.015

楊 羊，男，1979年生，江蘇鹽城人，碩士，講師。研究領域：機械工程。

(編輯：阮 毅)

2014－08－13