兩種特殊螺紋的數控加工

衛東節

[摘 要]文章針對廣州數控980T系統,闡述了在生產中如何靈活運用螺紋加工指令,解決兩種特殊螺紋的加工難題,旨在為廣大同行們提供一種新的思路,提高靈活運用各種編程指令的能力。

[關鍵詞]數控車床 特殊螺紋 G32指令

[中圖分類號]TG659[文獻標識碼]A[文章編號]1007-9416(2009)12-0035-02

在機械加工行業中,對數控有一定了解的人都知道,高速、高精的螺紋加工是數控車床的優勢之一。但是對于梯形螺紋、大螺距螺紋及個別有特殊加工要求的螺紋(如在工件上加工沒有進刀位置的螺紋等),由于編程、加工工藝等方面存在一些困難,平常很少有人利用數控車床進行加工,甚至有人認為這些螺紋在數控車床上加工是不可能實現的。其實,類似性質的產品加工卻是生產中經常要面對的問題。在日常的數控車床實習教學和實際生產中,我通過對這類螺紋加工工藝的分析、研究,并使用不同的指令組合進行加工嘗試,最終圓滿解決了這些難題。本文就兩種特殊螺紋的加工問題,從理論層面和實際加工上進行闡述及剖析,并在數控車床上實現這類特殊螺紋的加工。

我們首先來分析GSK980T數控系統提供的幾種螺紋加工指令。

(1)G32——單段螺紋切削。G32螺紋加工指令屬于直進式切削方法,其每次切削深度一般由編程人員編程給出,由于兩側刃同時工作,切削力較大,而且排屑困難,因此在切削時,兩切削刃容易磨損,同時,該指令執行中其刀具移動均由編程來完成,加工程序編寫繁鎖,工作量大。故該指令多用于小螺距螺紋的精加工及沒有進刀位置直插形成螺紋線的螺紋加工。

(2)G92——螺紋切削循環。G92螺紋加工指令也屬于直進式切削加工,但G92的加工有一個循環過程,程序編寫簡單,程序段少,易于檢查,更多地應用于一般小螺距適合直進法加工的螺紋,但也可以同循環指令配合,通過左右借刀的交錯切削法來加工大螺距螺紋或精度要求較高的螺紋等,在實際生產中應用較為廣泛。

(3)G76——復合型螺紋切削循環指令。G76螺紋加工循環屬于斜進式切削方法,每次循環的切削量一定,由于是單側刃加工,加工刀刃容易損傷和磨損,使加工的螺紋面不直,刀尖角發生變化而造成牙形精度較差;但由于單側刃加工刀具負載較小,排屑容易,并且切削深度為遞減式。因此,G76螺紋指令一般用來加工較大螺距且螺紋精度要求不高的螺紋。

對于G92和G76這兩種螺紋循環指令,相信大家使用得很多,在這里不作贅述。而G32指令一般常與宏指令配合使用,但GSK980T數控系統只提供A類宏指令,編程繁瑣,所以大家很少使用G32指令進行螺紋加工。而對于一些有特殊要求的螺紋加工,G32指令卻是解決難題的關鍵所在。

1 沒有進刀退刀位置螺旋槽的數控加工

在日常生活中,我們經常用到一些塑料瓶,這些瓶子的外壁非常薄(如礦泉水瓶、化妝品塑料瓶、家用洗滌用品的瓶蓋等),生產廠家為了降低塑料瓶的成本(外壁薄),同時又為了提高瓶子的使用性能及美化產品的外觀,在塑料瓶的中間設計出幾圈圓形螺旋槽。而這幾圈螺旋槽不是從外圓端面開始,而是在直徑相同的一段外圓的中間。在數控設備未普及之前,類似性質工件(模件)的螺旋槽都是在普通車床上借鑒螺紋加工的方法來完成的。這樣的加工,工人勞動強度大,產品生產周期長,精度低、外觀差,且經常出現廢品,加工效果不是很理想。在模具的生產加工行業中經常要面對這一類工件的加工,如何在數控車床上找到一種新的加工方法來代替普通車床加工是同行們一直在探索的問題。

2 圓弧面上的螺旋槽的數控車加工

與我們熟知的直線螺紋不同,這種特殊螺旋線的截面中心分布在圓弧的表面上,在編程指令系統里沒有專用的指令可用。在多年的數控編程及操作的教學工作中,對一些常用的指令進行深入剖析,終于找到一種解決這種特殊螺紋的加工方法。對于G00、G01、G02和G03這樣的標準指令,相信大家非常熟悉,而分進給指令G98(G94)和轉進給指令G99(G95)也是常用指令。我們首先應該想到,可以將G99、G02或G03配合使用,在圓弧面上加工螺紋。當然,用這樣的指令組合需要主軸編碼器的支持,但還有一個問題需要解決:如果螺旋槽較深,需要多次進刀完成加工,這需要解決亂牙問題。通過對G99、G02或G03和G32指令的分析,我們不難發現,產生亂牙的原因是螺紋起點的主軸轉角沒有確定,我們可以使用G32來確定螺紋起點的主軸轉角,問題就迎刃而解了。

下面通過一個實例,分析這種特殊螺紋的編程及加工方法,如圖二所示零件,螺旋槽的截面中心分布在R100的圓弧面上,槽底分布在R97的圓弧面上,螺旋槽圓弧半徑3mm,牙深單邊3mm,槽距(螺距)8mm。

根據圓弧的形狀將刀片刃磨成形,同時由于槽距較大,主軸轉速不宜太高,否則會產生類似撞刀現象。本例也采用主程序調用子程序方法編程(見表1)。

這里的G32指令沒有進行實際的切削加工,其作用是定位到螺旋槽加工起點,同時確定主軸轉角(默認為0度),從而使G02加工螺旋槽得以實現,避免了用G02加工螺紋產生亂牙問題。

3 結語

通過上列兩例的實際加工,靈活運用GSK980T數控系統提供的常用指令,可以達到意想不到的加工效果,有效地擴展了經濟型數控車床的加工范圍,為解決實際加工中的一些難題提供了一種新的思路。在科學技術高度發展的今天,我會繼續學習、研究,不斷創新,將更專業的數控知識應用于生產實踐中,降低機床操作者的勞動強度,提高產品生產效率,為社會創造更多的經濟財富。

[參考文獻]

[1] GSK980TA車床數控系統使用手冊.廣州數控設備廠.

[2] 方芹.數控機床編程與操作實訓.國防工業出版社,1999.