GSK980TDa數控車床多頭鋸齒形螺紋的編程方法探討

■ 青島黃海學院 （山東 266427） 宋愛利 龐 敏

我校接到一批鋸齒形螺紋的修配任務，根據現有螺母配制1 000件螺桿，如圖1所示。眾所周知，鋸齒形螺紋是異型螺紋的一種，數控系統沒有提供專門的編程指令，采用一般的手工編程工作量極大。而采用宏指令編程可以簡化編程，根據車間GSK980TDa數控車床特點選用A類宏指令進行手工編程。

1. 編程思路

G92螺紋車削固定循環指令的循環路徑是起點→進刀→車削→退刀→返回起點，周而復始，直至螺紋車削完成。編程時，通常只需改變X軸坐標，即可實現一般圓柱、圓錐螺紋的車削。若起點的Z軸坐標發生變化，可能會造成螺紋亂扣。如果能利用這一特性，按照螺紋牙型有規律地改變螺紋起始點，使刀具（35°尖刀）按照圖2中D→C→B→A路徑等間距進刀，就可以實現鋸齒形螺紋的編程與車削加工。

圖1 鋸齒形螺紋零件圖

2. 基于A類宏指令的編程

（1）編程前的準備。GSK980TDa數控車床提供了A類宏指令，宏編程通常包含一定的函數混合運算，編程前需要計算牙型的數值。如圖2所示，AE是BA段牙型在Z軸的變化量，EB為BA段牙型在X軸的變化量，EB=AE·tanα；FD是DC段牙型在Z軸的變化量，FC為DC段牙型在X軸的變化量，FD=FC·tanβ。由圖1可知，EB=FC=2.5mm，∠α=∠β=30°，故0.577AE=EB=2.5mm，FC=FD/0.577=2.5mm，可得AE=4.3mm，FD=1.4mm。由于螺紋車削起始有加速，需要將進刀起點在Z軸方向增加不小于1～3P的距離，取值40mm（見圖3）。螺紋分頭采用Z向平移一個螺距的方法實現。

圖2 變量關系示意圖

圖3 Z軸車削起點

（2）程序編制

O0001

T0101

M03 S400 G97

G00 X160. Z40.

//定位到第一條螺旋線，車制DC段牙型

G65 H01 P#1 Q0

//Z向變量賦值0

N1 G65 H03 P#2 Q40.R#1

//Z軸螺紋起始點坐標

G65 H05 P#4 Q#1 R0.577

//FC=FD/0.577

G65 H04 P#5 Q#4 R2

//X軸變量的直徑值

G65 H03 P#3 Q153.R#5

//X軸螺紋起始點坐標

G00 Z#2

//定位至螺紋起始點

G92 X#3 Z-150. F30.

//車制螺紋，導程30mm

G00 X160.

G65 H02 P#1 Q#1 R0.1

//步距0.1mm

G65 H86 P1 Q#1 R1.4

//判斷FD是否達到1.4mm，否則返回N1

G00 X160.

G65 H01 P#11 Q0

//CB段牙型，Z軸初始賦值0

N2 G65 H03 P#12 Q38.6 R#11//Z軸螺紋起始點坐標

G00 Z#12

//定位至螺紋起始點

G92 X148. Z-150. F30.

G00 X160.

G65 H02 P#11 Q#11 R0.1

//步距0.1

G65 H86 P2 Q#11 R2.3

//判斷CB是否達到2.3mm，否則返回N2

G00 X160.

G65 H01 P#21 Q4.3

//BA段牙型，Z軸初始賦值4.3mm

N3 G65 H04 P#25 Q#21 R1.154//X軸變量的直徑值

G65 H03 P#22 Q153. R#25

//X軸螺紋起始點坐標

G65 H02 P#23 Q32.R#21

//Z軸螺紋起始點坐標

G00 Z#23

//定位至螺紋起始點

G92 X#22 Z-150. F30.

G00 X160.

G65 H03 P#21 Q#21 R0.1

//步距0.1

G65 H85 P3 Q#21 R0

//判斷BA是否達到0，否則返回N3

G00 X160.

Z50.

//Z軸起始點正向偏移10mm，車制第二條螺旋線

…

Z60.

//Z軸起始點正向再偏移10mm，車制第三條螺旋線

…

G00 X160.Z200

M05

M30

3. 結語

通過在車間GSK980TDa數控車床上實際車削，使用A類宏指令編寫程序車制的多頭鋸齒形螺紋圖樣要求。利用A類宏指令編程涉及較為復雜的數學計算，如要進行刀尖半徑補償，計算工作量也會增加，對編程人員水平要求較高，容易出錯，但是程序簡潔，編程效率較高，功能強大，具有通用性，適合編程能力較強的人員使用。

參考文獻：

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