端面上加工異形螺紋在數(shù)控車削中的應(yīng)用

摘要:筆者將利用FANUC 0i—TC系統(tǒng)配備的宏程序功能編寫異形螺紋加工的程序，運用宏程序中的變量運算、邏輯運算和條件轉(zhuǎn)移，將異形面上異形螺旋槽的加工得到推廣。

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672- 0601（2015）08- 0109- 02

作者簡介：許成良（1986-），男，二級實習(xí)指導(dǎo)教師，主要研究方向：數(shù)控車（銑）宏程序。

The Application of the Processing of Special Shaped Thread on the Surface in Numerical Control Turning

XUChengliang

(The Chinese Electrical Senior Technical School，Jiangyin 214400,China)

Abstract: Use the special thread machining procedure compiled by macro program function equipped by the FANUC 0i - TC system, variable arithmetic and logical operations and conditions transfer in macro program, to promote the processing of the special spiral groove on the special surface

Keywords: numerical control vehicle; special shaped thread; macroprogram

引言

在實際生產(chǎn)或?qū)W校學(xué)習(xí)中，普通螺紋是我們常見的零件，一般情況下，我們見到的都是梯形螺紋、三角形螺紋等，在數(shù)控車床上，有專門的螺紋車削指令，如G32、G92等，可以很方便地加工出單頭或多頭的、公（英制）螺紋。但在某些特殊場合，特別是在以前類似于全國大賽中需要加工的一些異形螺紋(如圖1)，應(yīng)用單一的螺紋車削指令是不能完成的。對于手工編程者來說有一定困難，感覺無從下手，甚至運用自動編程軟件也很難完成，導(dǎo)致無法順利完成異形螺紋加工。實際上只要我們合理運用宏程序并結(jié)合螺紋數(shù)控切削基本指令的組合編程的方式就能完成對該類零件的加工，難題便會迎刃而解。

1　圖樣分析

通過對圖（1）異形螺紋示意圖分析可得出，異形面上的異形牙形螺紋加工時，刀具的移動軌跡既要按牙形曲線運動，又要按螺紋附著表面曲線變化規(guī)律運動車削螺紋。

現(xiàn)以圖（1）為例分析異形螺紋的加工方法：在端面圓弧R50面上的深1mm圓弧R3螺紋，刀具的運動既要按R3的小圓弧運動，又要按圓弧R50的變化規(guī)律車削螺紋。編程前首先要找出圓弧R3圓心與圓弧R50的關(guān)系，然后再分析圓弧R3上某點與圓弧R50的關(guān)系。通過特殊點的分析得出邏輯關(guān)系式，然后借助宏程序和G32螺紋車削指令的結(jié)合編寫加工程序。

編程之前有以下幾個問題：

（1）刀具的選用及安裝，由于加工的是在端面上的圓弧螺紋，所以選用30°棱形車刀，同時還要考慮車刀的主（副）后角、刀尖角（刀尖圓弧半徑R0.4），刀具安裝時，刀桿與主軸軸線平行。

（2）R3的小圓弧圓心坐標(biāo)系與橢圓坐標(biāo)系的關(guān)系，從圖（2）中很容易得出R3圓心的坐標(biāo)隨著隨著X軸的變化而變化，現(xiàn)設(shè)Z軸的變量為#5，應(yīng)變量X軸用#4表示，根據(jù)R50圓的方程得出：#5=SQRT[50*50- #4*#4]

(3) R3圓弧上某點的坐標(biāo)的確定。如圖（3），在R3的小圓的坐標(biāo)系中，某點的坐標(biāo)方程為：Z #2=- R*SIN[#1] X #3=R*COS[#1]（R的值要發(fā)生變化，把刀尖R0.4考慮進去了）

(4)怎樣在圓弧端面上走出圓弧牙型，如圖（4），其實在加工圓弧端面上的圓弧螺紋的時候，也就是用G32沿著外側(cè)弧線車削，只是要在車削之前把每次圓弧的點定位正確。那么異形螺紋就能車削成功。（根據(jù)圓弧的延長線，通過方程計算可計算出Z向起點，也可以通過畫圖找出）

(5)為防止產(chǎn)生亂牙現(xiàn)象，車削螺紋之前和之后需要適當(dāng)?shù)目盏秾?dǎo)入量和導(dǎo)出量。如圖（4）（一般選取一個導(dǎo)程的距離）

（6）異形牙形R3圓弧起始角和終止角的確定。將R3圓弧與R50圓的交點分別找出，通過CAXA繪圖得出所要加工牙形圓弧的起始角和終止角，得出牙形R3圓弧角度變化范圍約為18° —162°。如圖（5）

通過以上幾點對異形螺紋的分析，我們可以來順利的編制程序。

2程序參考

O0001；

T0101執(zhí)行1號刀（30度對稱尖刀）

G00 X100 Z100

M03 S600

G00 X70 Z10快速定位

#1=50 R3圓弧起始角；

N2 #2=- 2.6*SIN [#1]在R3圓坐標(biāo)系下某點的Z方向坐標(biāo)值（這里的2.6是指實際是按R2.6的圓弧加工的螺紋，考慮刀尖圓弧半涇R0.4）

#3=2*2.6*COS[#1]在R3圓坐標(biāo)系下某點的X方向坐標(biāo)值

G00 X[70+#3]快速定位到加工起點

G00 Z[1.29+#2]

#4=15 R50圓弧圓心到圓弧加工起點的X向距離

N3 #5=SQRT [50*50- #4*#4]R50圓弧圓心在圓坐標(biāo)系下的Z向值

G32 X[40+2*#4+#3] Z[48.99- #5+#2+2] F5使用G32車削連續(xù)螺紋

#4=#4- 5 R50圓X軸變量增值為5

IF [#4GE- 15] GOTO3終點判別，滿足條件時跳到N3程序段

G00 Z10 Z向退刀

G00 X[70+#3] X向定下一個起刀點(可?。?/p>

#1=#1+2 R3圓弧上的角度變量增值為2度

IF [#1LE160] GOTO2終點判別，滿足條件時跳到N2程序段

G00 X100 Z100

M30

3　總結(jié)

通過本人實踐證明：該程序不僅適用于FANUC數(shù)控系統(tǒng)，該編程方法還能用于不同類型(梯形螺紋、矩形螺紋或蝸桿等)螺紋的加工。由于采用宏程序編程，只需在主程序中，根據(jù)實際螺紋情況，更改相關(guān)變量的初值及其一些方程式，具有很強的實用性，擴展了數(shù)控機床的應(yīng)用范圍，為今后在各種異形面上(圓弧面、橢圓面、拋物線面等)加工異形牙形(圓弧牙形、橢圓形牙形等)螺紋提供了參考。