用宏程序加工變螺距螺紋
2018-2-16 來源：營口職業技術學院 作者：修鐵奇
摘要：介紹如何使用 ＧＳＫ９８０ＴＤＢ系統的數控車床用 Ｂ類宏程序加工牙等槽變距及槽等寬牙變距螺紋的方法和過程，并給出具體加工程序，為加工同類型件提供參考．
關鍵詞：變距螺紋；宏程序；數控加工
在普通車床上加工特殊要求的螺紋是很困難的，并且還有一些螺紋是無法加工的，比如變距螺紋．變距螺紋的螺距呈增量變化，由于普通車床是傳動式齒輪傳動，因此滿足不了加工變距螺紋的要求．隨著數控車床的發展，加工范圍更加廣泛．在數控車床上編程加工普通螺紋相對簡單，加工效率高，但對于一些異形螺紋加工也存在一定的難度，主要體現在加工程序的編寫．
目前經濟型數控機床相對普及，大部分數控系統已經具備了加工變距螺紋的功能，可以縮短零件編程時間，提高生產效率．變螺距螺紋是螺距發生變化，即主軸每轉一圈 Ｚ 軸移動一個導程，并且主軸每轉一轉，刀具移動的螺距是不斷增加或減少指定的值，在工件表面形成一條變螺距的螺旋切槽，實現變距螺紋的加工．變距螺紋的類型分為兩種，一種是牙等槽變距，一種是槽等寬牙變距．宏程序的特點是使用變量編寫加工程序，通過變量進行運算，拓寬了傳統數控編程的局限性．
經濟型數控車床加工某些零件使用宏程序編程比計算機編程更方便，而且常用的固定循環指令也都是通過宏程序來實現的，因此掌握宏程序的編程方法就可以實現對數控系統的二次開發．
下面介紹用一臺配備 ＧＳＫ９８０ＴＤＢ系統的經濟型數控車床上采用 Ｂ 類宏程序加工變螺距螺紋的方法和過程．
１、牙等槽變距
如圖１，所加工的變螺距螺紋為牙等槽變距，加工牙頂 Φ３０，牙底 Φ２４，初
始螺距 ６ ｍｍ，牙型寬度 ４ ｍｍ，最小螺距為 ８ ｍｍ，最大螺距為２２ｍｍ，每轉螺距增量２ｍｍ．
１．１ 過程分析
１．１．１ 已知條件螺距初始值為６ｍｍ，牙型寬度４ｍｍ，螺距增量２ｍｍ，最小螺距８ｍｍ，最大螺距為２２ｍｍ，切完一層后要向 Ｘ 向退刀、在第二層切削前螺距初始化為６ｍｍ，Ｘ 軸初始值為３０ｍｍ、Ｘ 軸中止值為２４ｍｍ，３ｍｍ 切槽刀具一把．
１．１．２ 分析結果
每層 Ｘ 軸 進 刀 增 量 ０．５ ｍｍ；最 大 剩 余 量 ＝ 最 大 螺 距 － 刀 具 寬 度 － 牙 型 寬 度 ＝２２－３－４＝１５ｍｍ；剩余切削次數＝最大剩余量÷刀具寬度＝１５÷３＝５次，本例取８次；Ｚ方向偏移量＝｜（螺距初始值－牙型寬度－刀具寬度－螺距增量）÷剩余切削次數｜＝｜（６－４－３－２）÷８｜＝０．３７５ｍｍ；螺距Ｆ 偏移量＝螺距增量Ｒ÷剩余切削次數＝２÷８＝０．２５ｍｍ．根據以上條件通過計算得出工件加工的總長，毛坯總長必須在１５０ ｍｍ 左右 （８．０＋１０．０＋…＋２０．０＋２２．０＝１２０ ｍｍ），工件 Ｘ 軸初始值為Φ３０ｍｍ，留出加工長度１３０ｍｍ．
１．２ 過程描述
以工件軸線與工件端面交點為編程原點，切槽車刀快速定位 Ｘ 軸至３２ｍｍ，Ｚ 軸定位至６ｍｍ，Ｘ 軸進刀至２９．５ｍｍ，完成第一刀切削后退刀至退刀點，刀具重新定位起點 Ｘ 軸數值２９．５ｍｍ （
Ｚ方向起點位置變量＝螺距初始值為－Ｚ 方向偏移量×切削次數），切削螺紋時 （螺距 Ｆ 變量＝螺距初始值－螺距Ｆ 偏移量）反復循環８次．進行比較 （如果工件 Ｘ 軸尺寸≥２４ｍｍ，繼續進刀，否則轉
移到 Ｎ１程序段），反復進刀至 Ｘ 軸尺寸２４ｍｍ，如果 Ｘ 軸尺寸小于２４ｍｍ 循環結束，執行下一段指令，螺紋切削完畢．
１．３ 加工程序
１．３．１ 主程序
２ 、槽等寬牙變距
如圖２，所加工的變螺距螺紋為槽等寬牙變距，加 工 牙 頂 Φ３０， 牙 底 Φ２４， 初 始 螺 距 ６ｍｍ，槽底寬度５ｍｍ，最小螺距為８ｍｍ，最大螺距為２２ｍｍ，每轉螺距增量２ｍｍ．
２．１ 過程分析
２．１．１ 已知條件每層 Ｘ 軸進刀增量０．５ｍｍ，螺距初始值為６ｍｍ，槽底寬度５ｍｍ，螺距增量２ｍｍ，最小螺距８ｍｍ，最大螺距為２２ｍｍ，在第二層切削前螺距初始化為 ６ｍｍ，Ｘ 軸初始值為
３０ｍｍ，Ｘ 軸中止值為２４ｍｍ，刀具寬度３ｍｍ．
２．１．２ 分析結果
Ｚ 方向總偏移量＝槽底寬度－刀具寬度＝５－３＝２ｍｍ；Ｚ 方向偏移量１ｍｍ；Ｚ 方向刀具偏移次數＝Ｚ 方向總偏移量÷Ｚ 方向偏移量＝２÷１＝２次．根據以上條件，通過計算得出工件毛坯總長必須在１５０ｍｍ 左右（８．０＋１０．０＋…＋２０．０＋２２．０＝１２０ｍｍ），工件 Ｘ 軸初始值為Φ３０ｍｍ，留出加工長度１３０ｍｍ．
２．２ 過程描述以工件軸線與工件端面交點為編程原點，切槽車刀快速定位 Ｘ 軸至３２ ｍｍ，Ｚ 軸定位至６ｍｍ，Ｘ軸進刀至２９．５ｍｍ，完成第一刀切削后退刀至退刀點，刀具重新定位起點 Ｘ 軸數值２９．５ｍｍ（Ｚ 方向起點位置變量＝螺距初始值為－Ｚ 方向偏移量×切削次數），切削螺紋時反復循環８次．進行比較（如果 Ｘ軸刀具位置≥２４，繼續進刀，否則轉移到 Ｎ１程序段），反復進刀至 Ｘ 軸尺寸２４ｍｍ，如果 Ｘ 軸尺寸小于２４ｍｍ 循環結束，執行下一段指令，螺紋切削完畢．
２．３ 加工程序
２．３．１ 主程序
３、模擬加工成果
加工成果如圖３、圖４所示．
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