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1、宏程序在数控车床加工大螺距螺纹中的应用 摘要：螺纹加工是数控车床工必须掌握的一个重要课题。很多教材一般只给出螺纹加工的指令及其参数的含义，对于如何运用螺纹加工指令加工出符合精度要求的不同种类的螺纹没有涉及。文章以外螺纹为例，介绍了在数控车床上，螺纹精加工宏程序在编制程序中变量的设置和车削过程中的合理安排。 螺纹加工是数控车床工必须掌握的一个重要课题。很多教材一般只给出螺纹加工的指令及其参数的含义，对于如何运用螺纹加工指令加工出符合精度要求的不同种类的螺纹没有涉及，下面就螺纹编程教学中特别是大螺距螺纹精加工中应用宏程序的方法谈谈笔者的一些看法。主要是选用合适的螺纹加工指令。 一、螺纹切削的加工方
2、法 目前大多数的数控车床系统中，螺纹切削一般有两种加工方法：直进式切削法和斜进式切削法。下面以FANUC 0i-TB为例说明： （一）直进式螺纹车削指令和方法 1属于直进式车削螺纹的指令有G32、G92。两个编程指令的不同是：G32的每个程序都是单独定义的，因而实现了对螺纹切削全过程的绝对控制，每次切削都需要退刀、返回、进刀才能形成重复加工；G92是一个封装式螺纹切削循环，每次走刀中的四个主要螺纹切削运动形成了一个方形区域。两个编程指令相同的是：G32、G92编程切削深度分配方式一般为常量值，双刃切削，其每次切削深度一般由编程人员编程给出，如图1所示： 2直进式切削方法。车削螺纹时，螺纹刀刀尖
3、及两侧刀刃同时参加切削，每次进刀只作径向进给，随着螺纹深度的增加，进刀量相应减小，否则容易产生“扎刀”现象。直进法切削力比较大，而且排削困难，因此在切削时，两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差；但是其加工的牙形精度较高，因此一般多用于螺距小于2mm和脆性材料的螺纹车削。由于刀刃容易磨损，因此加工中要勤测量。 （二）斜进式切削 1G76编程切削深度分配方式一般为递减式，其切削为单刃切削，其切削深度有控制系统来计算给出。 2斜进式切削方法，螺纹车刀沿着牙型一侧平行的方向斜向进刀，直至牙底。斜进法加工螺纹始终为单侧刃加工，加工刀刃容易损伤
4、和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。但由于其为单侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易，并且切削深度为递减式。因此，此加工方法一般适用于大螺距螺纹加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工况较好，在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为容易。 在加工较高精度（精度为H6以上、粗糙度为Ra1.6，视为较小时）大螺距螺纹时，单独使用上述两种螺纹加工方法都不能完成。二、宏程序加工大螺距高精度螺纹 由于用G76加工使程序简单，G92或G32使精度较高，因此可采用两种编程加工方法结合完成，即先用G76加工方法进行粗车工，然后用G92或G32加工方法精车工。为了适应不同类型的螺纹精加
5、工，采用宏程序调用的方法进行螺纹精加工，下面以大螺距普通直螺纹为例说明： （一）计算螺纹精加工的起点 使用G92、G32进行精加工时要注意的是粗加工和精加工时的起刀点要相同，以防止螺纹乱扣的产生。为保证螺纹加工精度，用G76粗加工之后X向留有0.20.3mm的加工余量，由图2可知，用G92编程时的起点与G76起点的偏移量为：Z=（0.65P-0.2）TAN（/2）（P为螺距，为牙型角，0.2为精加工余量）。 （二）精加工螺纹的方法 为达到H6精度以上、粗糙度小于1.6的螺纹精加工，选用高速钢车刀，主轴转速为Vc=58m/min、切削深度为0.05mm的低速左右切削，径向切削深度小于0.03mm
6、时采用轴向进刀方式，走刀次数不小于3次。如图3所示： （三）螺纹精加工的程序（部分） 以下是用G32进行编程 O0001； #14=D或d（ 螺纹公称直径） #1=P （P为螺距） #2=#14-2*0.65*P （#2为螺纹小径，直径值） #3=0.1 （为精加工切削每刀吃刀深度，直径值） #4=#2+0.03（最小加工余量） #5=L（螺纹长度） #6=2*0.65*P+1（退刀距离） G00 X* Z* G99 S* M03（X* Z*螺纹切削起点坐标，S*主轴转速） #7=#2+0.2（0.2为精加工余量） N100 IF #7LE#4 GOTO 500（判断，如果#7小于等于#4，就
7、执行N500程序段） #7=#2+0.2 - #3 G00 X#7 W-0.05（向左偏移0.05mm） G32 W-#5 F#1（车螺纹） G00 U#6（X向退刀） G00 W#5（Z向退刀） G00 W0.05（螺纹切削起刀点） IF #7LE#4 GOTO 500 M98 P17000 IF #7GT#4 GOTO100 N500 M98 P38000 G00 x* y*（程序起点位置） M05 M30 O7000；（右切削） #7=#2+0.2 - #3 G00 X#7 W0.05 G32 W-#5 F#1 G00 U#6（X向退刀） G00 W#5（Z向退刀） G00 W-0.05
8、（螺纹切削起刀点） M99 O8000；（最后修光） G00 X#2 G32 W-#5 F#1 G00 U#6（X向退刀） G00 W#5（Z向退刀） M99 这个程序的目的是把螺纹的精加工阶段分为左右切削，最后还有0.03mm余量时用子程序O8000采用直进法进行加工。（四）注意事项 使用上述宏程序进行精加工，要注意刀具起始点要准确，不然容易乱扣，造成零件报废。程序中#5=L（螺纹长度）是指螺纹加工含螺纹加工空刀导入量和空刀退出量。在精加工结束后采用三针测量，如果有误差，可修改Z向刀具偏置值，再进行补偿，直至符合尺寸精度要求（Z向偏置量= TAN（/2）*（M1-M2）。M1是经一次螺纹切削后采用三针测量法测出的实际值；M2三针测量时的理论值，为牙型角）。 （五）应用 上述宏程序经过适当的修改可用G92代替G32，也可应用于锥螺纹、梯形螺纹及蜗杆的加工。 三、结语 螺纹在数控车床加工中应用很广，加工方法也很多，可以用G32指令，也可以用G76螺纹循环指令进行加工。本文中介绍的方法很实用，宏程序方便修调及补偿，易于控制尺寸。相信该大螺距螺纹精加工的方法在我们的生产实践中可以发挥很重要的作用。 （注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）