淺析用宏程序加工梯形螺紋的方法

作者簡(jiǎn)介：

姓名：張長(zhǎng)紅（1978年3月4日）

性別：女

籍貫：江蘇泗洪

學(xué)歷：本科

職稱：機(jī)械講師

畢業(yè)院校：天津職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院

單位：江蘇省連云港工貿(mào)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校/江蘇省經(jīng)貿(mào)技師學(xué)院

研究方向：數(shù)控專業(yè)理論及實(shí)踐教學(xué)。

摘要：螺紋傳動(dòng)在機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用廣泛，在傳遞較大動(dòng)力的大型設(shè)備中梯形螺紋應(yīng)用較多。但由于梯形螺紋加工工藝要求較高，在數(shù)控車床加工中往往會(huì)因工藝不當(dāng)，而會(huì)產(chǎn)生很多問題，梯形螺紋的數(shù)控加工程序編制也是個(gè)比較復(fù)雜的難題。基于FANUC-0i-mate TC數(shù)控系統(tǒng)，利用宏程序可以解決梯形螺紋編程的困難問題，為數(shù)控車削梯形螺紋提供了一個(gè)實(shí)用合理的通用程序。

關(guān)鍵詞：螺紋傳動(dòng) 梯形螺紋 宏程序 編程

梯形螺紋加工常用的方法有直進(jìn)法、斜進(jìn)法、左右車削法和車階梯槽法等，這些加工方法由于其自身存在缺陷，生產(chǎn)效率較低，精度穩(wěn)定性差，很難實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品批量生產(chǎn)或產(chǎn)品的改型，這也極大地影響了產(chǎn)品的加工效率和加工質(zhì)量。以FANUC系統(tǒng)數(shù)控車床為例，能夠用來加工螺紋的基本指令有G32、G92、G76等，它們各有自身的優(yōu)缺點(diǎn)。如果單獨(dú)使用其中某一指令來加工梯形螺紋的話，只能加工小螺距或精度較低的螺紋，切削效率低，難以滿足更高的要求。

一、梯形螺紋加工的相關(guān)知識(shí)

1.車刀的選擇與安裝。梯形螺紋加工選擇的是成型車刀，車刀在安裝時(shí)，車刀主切削刃必須與工件軸線等高，同時(shí)應(yīng)和工件軸線平行。刀頭的角度平分線要垂直于工件軸線。可以使用樣板找正裝夾，以免產(chǎn)生螺紋半角加工誤差。

2.工件的裝夾。一般采用兩頂尖或一夾一頂?shù)姆绞窖b夾。

3.數(shù)控車床的選擇和調(diào)整。梯形螺紋加工選擇CK6140數(shù)控車床，F(xiàn)ANUC-0i-mate TC數(shù)控系統(tǒng)。要求數(shù)控車床加工精度高、磨損少、滾珠絲杠反向間隙小。

二、梯形螺紋的車削方法

1.直進(jìn)法

刀具沿直徑方向進(jìn)刀，如下圖1所示，常用于小螺距普通螺紋的加工。使用G32＼G92指令代碼編程常采用此種進(jìn)刀方式。該加工方式采用的是三刃同時(shí)參與切削，刀頭負(fù)荷較大，為了均衡刀具的受力，常采用遞減規(guī)律分配吃刀量。對(duì)于大螺距普通螺紋和梯形螺紋如采用該種方式加工，刀頭很容易受力過大而折斷或者產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象。

2.斜進(jìn)法

刀具進(jìn)刀方向沿牙形角方向，如圖2所示，由于采用單刃切削，切削力減少，排屑順暢，F(xiàn)ANUC 系統(tǒng)中的G76指令即為典型的斜進(jìn)法加工方式。

3.分層左右粗精車法

對(duì)于梯形螺紋成型車刀，采用此種方法能很好的解決大導(dǎo)程切削的問題。其加工方法如圖3所示，它可以克服傳統(tǒng)加工方法的缺陷，提高加工效率。它先將螺紋X向分成若干層，每一層的切削都采用直進(jìn)法，先粗車后精車車削方法。由于左右切削時(shí)槽深不變，刀具只需做向左或向右的縱向進(jìn)給即可，這樣可以降低了車削難度，提高車削效率。此方法中刀具采用單刃切削，保證切削面積均勻，工作平穩(wěn)，不易產(chǎn)生振動(dòng)和扎刀，排屑流暢，加工表面質(zhì)量較好。基于以上分層左右粗精車的思想，可以通過宏程序來實(shí)現(xiàn)梯形螺紋的參數(shù)化編程。

三、梯形螺紋的編程實(shí)例

1.零件圖紙如下圖4所示

圖4

外輪廓粗精加工及槽加工程序省略。

2.梯形螺紋加工程序如下：

O0001；

T0101；（梯形螺紋車刀）

M03 S400；

G00 X40 Z5；

#1=36；（螺紋直徑賦值）

WHILE [#1 GE 29] DO1；（判斷#1如果大于等于29，則執(zhí)行該指令后面的語句，如果#1小于29，則執(zhí)行END1后面的語句）

G00 X40 Z4.6；（梯形螺紋車刀向左偏移0.4mm）

G92 X[#1] Z-32 F6；（粗車梯形螺紋）

G00 X40 Z4.65；（梯形螺紋車刀向右偏移0.05mm）

G92 X[#1] Z-32 F6；（精車梯形螺紋）

#1=#1-0.1；（螺紋直徑每次遞減0.1mm）

END1；

G00X100；

Z100；

M30；

3.加工出的工件如下圖5所示：

圖5 圖6

四、梯形螺紋的測(cè)量

常用螺紋的牙型種類很多，用游標(biāo)卡尺和千分尺只能測(cè)量外徑尺寸，而牙型的檢測(cè)就需要專門的檢測(cè)工具。測(cè)量三角螺紋用螺紋千分尺最為簡(jiǎn)單方便；而對(duì)于成批生產(chǎn)的螺紋，就必須選用螺紋卡規(guī)和環(huán)規(guī)等專用檢測(cè)工具，可大大提高檢測(cè)效率。測(cè)量梯形螺紋要選用三針測(cè)量法比較準(zhǔn)確。下面主要介紹三針測(cè)量法測(cè)量梯形螺紋的方法。

三針測(cè)量法是測(cè)量外螺紋中徑的一種比較精密的方法。適用于測(cè)量一些精度要求較高，螺紋升角小于4°的螺紋工件。測(cè)量時(shí)把三根直徑相等的量針放置在螺紋相對(duì)應(yīng)的螺旋槽中（如上圖6所示），用千分尺量出兩邊量針頂點(diǎn)之間的距離M，取5個(gè)測(cè)量點(diǎn)記錄數(shù)值，取其平均值。根據(jù)公式d2=M-（4.864d0-1.866P）算出實(shí)際中徑值（d0為量針的直徑），根據(jù)中徑的極限尺寸判斷被測(cè)螺紋中徑是否合格。

結(jié)束語

在數(shù)控車床上加工梯形螺紋的編程方法有很多，本文主要采用分層左右粗精車削法。運(yùn)用參數(shù)化宏程序編制的方法，極大地提高了宏程序的通用性。采用帶有參數(shù)變量的宏程序編程，當(dāng)螺紋規(guī)格改變時(shí)，只需改變宏程序中的相關(guān)變量和數(shù)據(jù)，就可以實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格梯形螺紋的加工。

參考文獻(xiàn)

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