異形角度螺紋的加工

姚文才（廣東省國防科技技師學院,廣州　510515）

異形角度螺紋的加工

姚文才
（廣東省國防科技技師學院,廣州510515）

在現在的數控技能大賽上，異形螺紋的運用非常廣泛。由于不能用CAXA自動編程完成，這就使部分選手無從下手，異形角度螺紋就是其中的代表。本文就在經濟型數控車床上，異形角度螺紋的加工方法進行論述。

異形角度螺紋；宏程序；35度對稱刀

0　前言

在全國數控技能大賽上，數控車床的競賽樣題中，出現了新的構圖要素——異形角度螺紋，有部分參賽選手均沒有完成此螺紋的加工。主要原因是參賽選手沒有足夠的時間時進行工藝分析和宏程序編寫，而使用CAD/CAM軟件又不能加工此類螺紋，所以不得不放棄此螺紋的加工。異形角度螺紋加工中存在較大的技術難度，下面就異形角度螺紋加工方法為例，闡述這種特殊螺紋在經濟型數控車床華中HN 21世紀星系統中的加工方法。

1　零件圖樣

該工件是全國數控技能大賽上，數控車床的競賽樣題中的其中一個工件，材料為45#鋼，工件的螺紋為65度角度螺紋，具體要求如圖1所示。

2　解讀圖紙，設計編程思路

此工件上的異形螺紋角度為65度螺紋，螺距P＝12，螺紋牙頂寬為4.4mm，牙底寬為3.5mm，螺紋的牙型高度為3mm。這種非標梯形螺紋是不能通過成型刀具使用G76指令加工，勢必要采取X向分多層和Z向分多段的多次加工方法進行。在編程過程中利用宏變量，各分層參數可自由指定和快速調整，配以宏循環指令可以很方便實現加工。

3　加工工藝分析

本工件以35度對稱刀（圖2）為加工螺紋刀具，在加工螺紋時，起刀點及結束點位置應該給予螺紋升速及降速的距離，并要以螺紋刀尖R的中心軌跡進行編程。

要以圖3所示的在槽寬和槽深兩個方向都分層加工，那程序流程會要用到兩個循環。

（1）是以螺紋的總切深作為轉移條件來完成螺紋的分層加工。每一層的螺旋槽加工完畢后切深進刀，加工下一層，進刀到最后，計算可能會出現切深超過螺紋底徑的結果，程序中對此進行處理，實際切深在最后取到螺紋底徑的總切深，見圖3。

（2）是以同一切深層上整個切削槽寬為轉移條件來完成螺紋某一層的加工。刀具的z向移動到不同的起刀點來完成同一切深層上整個槽寬的切削加工，程序中在每層切深處進行計算得到該層的槽寬，把這個槽寬在z方向分多次進刀實現，如果在最后出現進刀總寬度超過本層槽寬的情況，則直接取槽寬為進刀寬度。

從上面的加工分析圖可以知道采用這種方法因為螺紋槽兩邊都留有余量0.2mm，通過精加工程序可以保證螺紋牙側的粗糙度。

4　加工程序

4.1粗加工程序

O0001；（粗加工程序名）

T0101；（調用35度對稱刀R0.8）

G 00X 100Z100；（退刀至換刀點）

S200M 3；（設置主軸轉速）

G 00X 62Z12；（刀具移至定位點）

#1=3；（梯形螺紋的牙型高度）

WHILE#1GE0[DO1]；（切削循環；牙型槽X軸）

#2=52+[#1*2]；（螺紋的X軸直徑距離）

#3=#1*1；（牙型角度的長度距離）

#4=#3+1.5；（牙型槽長度距離）

WHILE#4GE0[DO2]；（切削循環；牙型槽Z軸）

#5=12+#4；（Z軸的定位點）

G00X[#2]Z[#5]；（刀具移至下刀點）

G 32Z-30F12；（螺紋的終點坐標）

G 00X 62；（刀具退回X軸的定位點）

Z12；（刀具退回Z軸的定位點）

#4=#4-0.5；（刀具向Z軸移動每刀0.5）

ENDW2；（返回循環體）

#6=#1*0.364；（牙型角度的長度距離）

WHILE#6GE0[DO 3]；（切削循環；牙型槽Z軸）

#7=12-#6；（Z軸的定位點）

G00X[#2]Z[#7]；（刀具移至下刀點）

G32Z-30F12；（螺紋的終點坐標）

G00X62；（刀具退回X軸的定位點）

Z12；（刀具退回Z軸的定位點）

#6=#6-0.5；（刀具向Z軸移動每刀0.5）

ENDW 3；（返回循環體）

#1=#1-0.4；（刀具向X軸移動每刀0.4）

ENDW1；（返回循環體）

G00X100Z100；（退刀至換刀點）

M 30%（程序結束并返回起點）

4.2精加工程序（精車螺紋兩側面）

O0002；（精加工程序名）

T0101；（調用35度對稱刀R0.4）

G00X100Z100；（退刀至換刀點）

S200M 3；（設置主軸轉速）

G00X62Z12；（刀具移至定位點）

#1=3；（梯形螺紋的牙型高度）

WH ILE#1GE0[DO 1]；（切削循環；牙型槽X軸）

#2=52+[#1*2]；（螺紋的X軸直徑距離）

#3=#1*1；（牙型角度的長度距離）

#4=#3+2.7；（牙型槽長度距離）

WHILE#4GE0[DO 2]；（切削循環；牙型槽Z軸）

#5=12+#4；（Z軸的定位點）

G00X[#2]Z[#5]；（刀具移至下刀點）

G32Z-30F12；（螺紋的終點坐標）

G00X62；（刀具退回X軸的定位點）

Z12；（刀具退回Z軸的定位點）

#4=#4-3.5；（刀具向Z軸移動每刀3.5）

ENDW2；（返回循環體）

#6=#1*0.364；（牙型角度的長度距離）

WH ILE#6GE0[DO 3]；（切削循環；牙型槽Z軸）

#7=12-#6；（Z軸的定位點）

G00X[#2]Z[#7]；（刀具移至下刀點）

G32Z-30F12；（螺紋的終點坐標）

G00X62；（刀具退回X軸的定位點）

Z12；（刀具退回Z軸的定位點）

#6=#6-3.5；（刀具向Z軸移動每刀3.5）

ENDW3；（返回循環體）

#1=#1-0.1；（刀具向X軸移動每刀0.1）

ENDW1；（返回循環體）

G 00X 100Z100；（退刀至換刀點）

M 30%（程序結束并返回起點）

4.3精車槽底程序

O 0003;（精加工程序名）

T0101;（調用35度對稱刀R0.4）

G0X100Z100;（退刀至換刀點）

S200M 3;（設置主軸轉速）

G0X62Z12;（刀具移至定位點）

#1=2.7;（梯形螺紋的牙型槽底長度距離）

WHILE#1GE0;（切削循環；牙型槽Z軸）

#2=12+#1;（Z軸的定位點）

G00X52Z[#2];（刀具移至下刀點）

G32Z-30F12;（螺紋的終點坐標）

G 00X 62;（刀具退回X軸的定位點）

Z12；（刀具退回Z軸的定位點）

#1=#1-0.1;（刀具向Z軸移動每刀0.1）

ENDW;（返回循環體）

G00X100Z100;（退刀至換刀點）

M 30%;（程序結束并返回起點）

5　加工65度異形螺紋注意事項

（1）在加工螺紋時主軸轉速不宜過高，由于螺紋螺距較大，推薦用S200～S250轉/分；

（2）粗加工時推薦使用刀尖R0.8的刀片，具有較大的切削力和防工件加工震動；精加工時用R0.4的刀片；

（3）粗車時兩側各留給精車0.2mm，底面粗車時留給精車0.1mm；

（4）粗車分6層車，即每層0.5mm；

（5）粗車橫向每刀進給0.4mm。

6　結束語

經過加工實踐證明，在此種非標梯形螺紋的加工中，充分發揮了宏程序的功能，實現了復雜特種螺紋的加工。為了達到零件的加工精度，設計合理的加工工藝是前提條件，深入、充分了解數控系統加工指令，利用數控加工原理進行編程是重要保障。

[1]《華中世紀星數控系統使用說明書》[S].

[2]馮志剛.數控宏程序編程方法、技巧與實例[K].機械工業出版社.

[3]上海市金屬切削技術協會編著.金屬切削手冊第三版[K].上海科學技術出版社出版,2000(06).

[4]趙長明,劉萬菊主編.數控加工工藝及設備[K].高等教育出版社2003(10).

[5]GSK980TDA車床CNC使用手冊[K].廣州數控設備有限公司出版,2006(01).

姚文才（1981—），男，廣東新豐人，本科，機械工藝一級實習指導教師，數控車工高級技師。