異形特殊螺紋數(shù)控車削加工宏程序的使用分析

劉岳

摘 要：本文圍繞異型特殊螺紋宏程序展開研究，分析異型特殊螺紋宏程序使用流程，并以實(shí)際工件加工案例，來分析異型特殊螺紋數(shù)控車削加工宏程序的實(shí)際使用，以供數(shù)控加工宏程序設(shè)計(jì)師參考借鑒。

關(guān)鍵詞：異形特殊螺紋；數(shù)控車削；宏程序

相比普通螺紋，異形特殊螺紋形狀較為特殊，這就造成了加工的工藝更加復(fù)雜，一般都需要經(jīng)過多道工序加工，所以研究異型特殊螺紋宏程序的使用，對(duì)數(shù)控車削特殊螺紋加工的精度、質(zhì)量等方面都有著重要意義。

一、異形特殊螺紋概述

相比普通的螺紋，異形特殊螺紋，指起牙型、外輪都相對(duì)特殊，一般體現(xiàn)的方式包括在圓弧面、非圓曲面、圓柱面上車削異型螺紋。在牙型方面，異形特殊螺紋包含了矩形、梯形、三角形、圓錐曲線型等等，正是因?yàn)槠錁邮椒倍?，因此常?guī)的專門指令無法對(duì)其進(jìn)行編程，同樣CAM/CAD也無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程，通常都采用宏程序擬合的形式對(duì)工件開展編程、加工。

二、異形特殊螺紋宏程序工藝使用流程

（一）宏程序流程圖設(shè)計(jì)

異型特殊螺紋具備螺距大、牙型特殊、寬度大、精度難以掌控、切削力較大的特性，普通的螺紋切削指令或是CAM/CAD都難以實(shí)現(xiàn)編程加工，因此只能采用將宏程序與切削指令結(jié)合的方式，對(duì)特殊螺紋進(jìn)行加工。在使用宏程序時(shí)，首先需要依據(jù)工藝路線、變量以及規(guī)律，設(shè)計(jì)宏程序流程圖，確定循環(huán)體和流出條件，通常情況下，宏程序包括順序、選擇、循環(huán)三大結(jié)構(gòu)。[1]

（二）加工工藝分析

1.選擇刀具

刀具的選擇以待加工螺紋的牙型來決定，在特殊螺紋切削深度較小的情況下，選擇小角度尖刀或是小角度偏刀，例如300350尖刀、偏刀等，若是加工出的螺紋精度較低、表面很粗糙，應(yīng)將步距減小，以提高精度，但是會(huì)一定程度延長(zhǎng)加工時(shí)間、增加切削次數(shù)，所以在選擇刀具期間，需要選擇精度、效率、步距都合適的刀具。如果待加工特殊螺紋為弧形螺紋，應(yīng)該使用圓弧刀具，但是要讓圓弧刀的半徑，小于弧形曲率的半徑，否則加工期間會(huì)出現(xiàn)干涉。

2.選擇夾具

通常，進(jìn)行特殊螺紋車削加工都使用三爪卡盤裝夾，如果加工工件屬于細(xì)長(zhǎng)軸類，就需要利用活動(dòng)頂尖來配合三爪卡盤，使用一夾一頂方式夾裝工件。此外，加工期間存在切削力，為有效防止工件位移，需使用工件臺(tái)階進(jìn)行限位支撐。

3.加工技術(shù)要點(diǎn)

（1）加工期間，需要將牙型深度劃分為若干層，分別進(jìn)行加工。

（2）編程中，需要設(shè)置為采用每轉(zhuǎn)給進(jìn)G99、恒轉(zhuǎn)速G97指令來實(shí)現(xiàn)加工。

（3）對(duì)工件進(jìn)行粗、精加工階段，需保持轉(zhuǎn)速一致，避免亂牙，建議速度為600r/min。

（4）需要確保零件具備足夠的裝夾強(qiáng)度，進(jìn)而避免加工期間振動(dòng)崩刀現(xiàn)象。

（5）粗車時(shí)，加工表面粗糙，因此粗加工應(yīng)留下余量，對(duì)工件再次精車。

三、實(shí)例加工分析

準(zhǔn)備一個(gè)工件毛坯，規(guī)格為25mm*129mm，將其定位到三爪卡盤上，刀具方面選擇外圓90°車刀、切斷車刀，對(duì)矩形螺紋使用等深切削方式，背吃刀量=0.1mm/次，螺紋牙型為方牙螺紋，背吃刀量=0.1mm，對(duì)螺紋斜面加工時(shí)，背吃刀量=0.1mm。確立加工參數(shù)后，進(jìn)行宏程序編寫，下述為部分名稱與代碼：

（一）坐標(biāo)系選擇或增量編程

在對(duì)工件進(jìn)行數(shù)控車削加工期間，需要進(jìn)行絕對(duì)坐標(biāo)系的選擇或是進(jìn)行增量編程，在編程期間，使用絕對(duì)坐標(biāo)編程將工件坐標(biāo)系設(shè)置好，獲取基準(zhǔn)坐標(biāo)?？梢岳迷隽烤幊?，進(jìn)而避免造成對(duì)后續(xù)編程的影響，并能夠一定程度降低編程的難度。

（二）工件坐標(biāo)系選擇

在采用絕對(duì)坐標(biāo)編程時(shí)，首先需要對(duì)工件坐標(biāo)系進(jìn)行設(shè)定，因?yàn)榕c機(jī)床的坐標(biāo)系不重合，所以在設(shè)計(jì)期間必須人為設(shè)定。通常，數(shù)控車床的原點(diǎn)在工件某一部位同主軸中心線的交界，在設(shè)計(jì)期間遵循以下原則：

（1）在選擇工件坐標(biāo)系原點(diǎn)時(shí)，必須保證工件坐標(biāo)系原點(diǎn)建立于圖形尺寸之上，以確保坐標(biāo)的精確性。

（2）選擇工件坐標(biāo)系原點(diǎn)時(shí)，應(yīng)選擇精度相對(duì)較高的表面，進(jìn)而提升后續(xù)加工的精度。

（3）將工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)在工件表面。

（三）刀具補(bǔ)償

加工期間，須合理進(jìn)行補(bǔ)償功能的設(shè)置，倘若直接寫出半徑、長(zhǎng)度，則會(huì)因刀具磨損造成數(shù)值變化，進(jìn)而加工尺寸出現(xiàn)偏差，所以就需要設(shè)置補(bǔ)償，確保加工準(zhǔn)確度，設(shè)補(bǔ)償值=r，一段加工時(shí)間后，半徑逐步縮小，利用修改補(bǔ)償可有效避免程序變動(dòng)。[2]

四、結(jié)語(yǔ)

將宏程序應(yīng)用于異形特殊螺紋加工，可以有效提升加工精度和質(zhì)量，本文首先分析了異形特殊螺紋的概念，并分析了異形特殊螺紋宏程序工藝使用流程，隨后以工件加工案例來研究宏在異型特殊螺紋宏程序再加工中的使用，通過閱讀本文，編程人員在設(shè)計(jì)異形特殊螺紋加工程序時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況，合理地調(diào)用宏程序。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉志剛，劉立新.宏程序在異形特殊螺紋數(shù)控車削加工中的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2016，37（2）：171172.

[2]仇文平.宏程序在異形特殊螺紋數(shù)控車削加工中的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2017（24）：5152.