巧用宏程序编程加工非标梯形螺纹

摘 要： 加工螺纹一般采用成型刀具，非标准螺纹加工往往需要定制刀具。这不但增加了加工的成本，而且由于刀具的误差造成螺纹牙型不正确。在此巧妙应用宏程序就能够很好地弥补不足，收到事半功倍的效果。

关键词： 螺纹加工 非标梯形螺纹 宏程序 进刀方法

螺纹加工是机械加工中最常见的加工类型之一，在数控机床正在革命性普及的今天，在数控车床上加工螺纹正越来越多地被使用。要高质量、高效率地加工螺纹，正确合理地使用数控车削加工螺纹的方法就变得至为关键。而三角螺纹、梯形螺纹现在在加工方面的应用就已经非常广泛。我就借助于宏程序中变量的使用，从编程加工方面探讨了数控车削非标梯形螺纹的方法。

一、螺纹车削指令分析

螺纹编程指令主要有三个，适用在不同情形当中。

1.单刀螺纹切削指令

格式：G32 X_ Z_ F_；

其中X、Z为螺纹切削终点的坐标值，F为螺纹的导程。

其加工轨迹如图1。

2.简单循环螺纹切削指令

格式：G92 X_ Z_ F_；

指令中X、Z、F的含义与G32的相同。

其加工轨迹如下图。

G92循环轨迹

3.复合循环螺纹切削指令G76

格式：G76 P(m)(r)(a) Q(dmin) R(d)

G76 X(u) Z(w) R(i) P(k) Q(d) F(f)

指令中m:精加工重复次数（1至99）（用两位数表示如02）

r:螺纹尾端倒角值（用两位数表示0―99L如1.2L为12（L为导程））

a:螺纹牙型角，可选择80度、60度、55度、30度、29度、0度，用2位数指定。

dmin:最小一次吃刀量单位是微米（最小切削深度）（数字后不准加小数点）。

d：最后一次吃刀量单位是微米（数字后不准加小数点）。

X、Z坐标：最后一刀螺纹切削的终点坐标。

i:螺纹部分的半径差，如果i=0，即为直线螺纹切削。

k:螺纹牙型角高度=0.5413P（单位是微米），这个值在X方向用半径值指定。

d:第一次的切削深度或叫吃刀量（单位是微米）。

F：螺纹的导程。

其轨迹如下图。

螺纹切削循环指令G76轨迹 G76循环单边切削及其参数

二、螺纹车削进刀方法分析

螺纹车削的进刀方法有许多种，但在数控车削中一般使用的就只有直进法和斜进法两种。

1.直进法

车螺纹时在每次往复行程中，车刀作X向进刀，车刀两侧刃同时参加切削，经多次行程把螺纹车好的方法。此种方法的特点是操作简单，但容易产生扎刀现象，只适用于螺距较小的螺纹。指令G32和G92就是采用的这种方法。

2.斜进法

在螺纹切削的每次行程中，车刀同时作X向和Z向单侧进刀，车刀单侧刃参加切削，多次往复把螺纹车好的方法。此种方法的特点是计算复杂，但其只用单刃切削，不易扎刀，适用于螺距较大的螺纹。指令G76就是采用的这种方法。

三、编程思路

非标准梯形螺纹具有梯形螺纹加工的共性，即牙型深、导程大，也有其个性，即牙型角是非常规的。因此可以利用宏程序适应变化的特点来解决这个问题，也就是借鉴G76指令的思路，斜向进刀可以避免车刀两侧刃都参加切削，同时沿着牙侧斜进又能保证螺纹牙型角的正确。

四、编程实例

在本例中出现的是牙型角为45°的非标准的螺纹，要加工此类螺纹首先让人想到的就是成型加工法即使用45°的螺纹成型刀。而我现选用30°梯形螺纹车刀，刀头宽度取大于槽底宽的1/2小于槽底宽，设为a，使用宏程序编程采用左右斜进法进刀。

其轨迹如下图。

右侧斜向进刀轨迹左侧斜向进刀轨迹

程序如下：

O2011;

T0101;

M03 S200;

#1=0.1; #1为右向X轴进刀量

N1 G00 X94 Z4;

#2=#1*TAN22.5;#2为右向Z轴每次移动量

G00 X［92-#1*2］ W-#2;

G32 Z-47 F8;

G00 X94;

#1=#1+0.1;

IF［#1LT4］GOTO1;

#3=0.1; #3为左向X轴进刀量

N2 G00 X94 Z［6.55+a］;

#4=#3*TAN22.5; #4为左向Z轴每次移动量

G00 X［92-#3*2］W#4;

G32 Z-47 F8;

G00 X94;

#3=#3+0.1;

IF ［#3LT4］ GOTO2;

G00 X100 Z100;

M05;

M30;

此种方法就类似于G76的斜进法，但G76只能沿右侧斜进，而在本例中既使用G76右侧斜进的原理，又考虑左侧由于刀具牙型角不够也用斜进法来加工完成。这当中#1和#3的每次进给量可以控制螺纹左右侧表面的形状精度，在实例中选用的每次进给量为0.1，如果要求精度更高，就可以将其改小，但要注意不能太小，否则会影响系统计算时间和效率。

参考文献：

［１］王公安.车工工艺学［M］.北京：中国劳动社会保障出版社，2005.6（第四版）.

［2］沈建峰.数控车床编程与操作系统集锦（数控加工类）［M］.北京：中国劳动社会保障出版社，2008.6.

［3］孔春艳.螺纹数控车削编程方法的研究［J］.工具技术，2008，VOL42.

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