基于宏程序的梯形螺纹优化加工方法与程序编辑

摘 要：螺纹链接与传动在机械中是一种常见的形式，尤其是梯形螺纹，在较大传递力或大型设备中应用尤为广泛，并且对于其精度要求也是越来越高。数控设备具有效率高精度高等特点，使其逐渐普及在机械加工中，但是受到各种数控指令的局限，使其加工方法单一，往往加工结果不理想。本文通过对作者实践应用经验的总结，借助宏程序的应用特点及子程序的调用，以FANUC 0i数控车操作为基础，编写出有效的高速车削多线梯形螺纹的加工程序。

关键词：宏程序；多线；梯形螺纹；数控；加工

中图分类号：F40 文献标识码：A

梯形螺纹在传动中应用越来越广泛，精度要求越来越高。无论是在普通车床上还是在数控车床上加工梯形螺纹，都具有较大的技术难度。并且在普通车床上加工梯形螺纹劳动强度大，废品率较高。这就对梯形螺纹提出了高精度高效率的制造要求。数控车床稳定的高精度加工性能为梯形螺纹的车削提供了良好的加工基础，但在由于数车的编程与控制比较困难，因此有人错误地认为梯形螺纹不适合数车来车削，实际上如果梯形螺纹的加工程序和工艺合理，在数车上的加工效果也会很好。目前已有很多在数控车床上加工梯形螺纹的成功事例，但一般都没有合理地考虑工艺，只是用指令把最终要得到的形状做出来。

在机械加工中最重要的是合理的编排工艺，而在数控编程中，最重要的是合理的选用指令和编辑程序，通常的螺纹切削指令如G32、G92、G76，虽然能够完成梯形螺纹的切削，但从编程效率看，G32首先就不可选用，而后两者看似效率提高了，但是仔细看螺纹的表面质量，会发现在牙侧有很多毛刺，表面光洁度极差。所以这三者都不适用于高精度、高表面质量的梯形螺纹加工。为了提高加工效率和表面质量，作者采用螺纹加工指令与宏程序相结合的方法，极大的改善了加工中所出现的上述问题。

1 宏程序的意义

把具有某种功能的一组指令，像子程序一样存储在存储器中，使用时将其调用，这组指令就称之为宏程序主体，简称宏程序。用户宏程序可以拓展数控系统的一些功能，实际上数控系统是一个类似计算机系统的开放系统，我们可以利用它所提供的工具如宏程序进行二次开发。

当然，这里的开放和开发也并非是是无条件的，是有固有的规律的。宏程序的最大特点是在宏程序主体中除了使用变量以外还可以使用通常的数控指令如G32、G92、G76等。

2 宏程序的分类及选择

宏程序分为两种，即用户宏程序A（A类宏程序）和用户宏程序B（B类宏程序）。A类宏程序在编辑工程中极不直观，可读性差，除一小部分数控系统外现已几乎不用。B类宏程序则是以直接的公式和语言输入的，和计算机中的C语言很相似，程序易于编辑、理解。FANUC 0i系统所装载就是用B类宏程序，本文所使用的宏程序均指B类宏程序。

3 变量

宏程序的变量用变量符号#和后而的数值指定，如#i。变量根据用途不同分为几类，如表1所示。

4 控制指令

控制指令的作用是控制用户宏程序主题的程序流程，其分类及格式具体如下

（1）条件转移指令：IF[]GOTO n

当前面条件满足条件表达式时，从程序段顺序号为n的程序段开始执行，如果不满足，则执行下一程序段，若省略了IF[]，则无条件从程序段顺序号为n的程序段开始执行。

（2）循环指令：WHILE{>}Don

...

...

END n

若当前条件满足条件表达式时，执行从DO到END之间的程序，否则，执行END后的程序段。循环嵌套最多不超过3级。

5 在数控机床上，梯形螺纹常用加工方式

（1）直进法。在车削螺纹时，车刀只在X向间歇进刀，Z向只做切削运动。此法在加工过程中，车刀的三个刃都参与切削工作，切削热大且不便于排屑，易发生扎刀和爆刀现象。

（2）斜进法。在螺纹切削时，刀具沿着牙型角方向斜向间歇进刀。这种方法避免了三忍同时切削，但是在最后一刀时背吃刀量较大，切削力过大，易产生毛刺并且刀具容易损坏。

如若采用逐层切削的方法，上述问题即可得到解决。

结语

在实践中应用本程序，工件的质量得到了明显的提高。对于梯形螺纹螺距的不同，本文也做了相应的考虑，只需要将程序中相应的变量进行修改，就可加工不同螺距的梯形螺纹。

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