基于華中系統加工變距螺紋的編程方法

摘要：本文主要論述在華中系統數控車床上應用宏程序編程加工兩種不同變距螺紋的方法，從簡單數學公式的角度深入探索變距螺紋在宏程序上應用的手工編制過程，并根據B型宏程序表達式列舉了兩種不同變距螺紋的編程方法。

關鍵詞：宏程序表達式；變距螺紋；程序編制

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）37-0087-03

一、引言

隨著機械制造業的不斷進步，變距螺紋更多地應用各個領域的機械裝配，例如飲料灌裝機械、塑料機械等。而螺紋在數控車床車削是常見的加工方法之一。但是在不同的數控系統有不同的加工方法，有些系統具備變距螺紋的加工指令（G34、G35），例如法那克、廣數系統等。而華中數控編程系統并沒有提供（G34、G35）變距螺紋的加工指令，只能使用一般的螺紋指令（G32）。但變距螺紋又分為槽等寬變距螺紋和等寬變距螺紋兩類：根據變距螺紋的特性用G32指令卻無法加工。在加工實踐過程中體會到，通過使用宏程序有效地對其變距螺紋的變量運算，結合G32螺紋指令便可以實現不同增量的變距螺紋的加工，這樣不僅提高了加工效率，還保證了加工質量，可操作性強。本文在數學分析的基礎上，利用B型宏程序變量給出了切實可行的解決方案，為類似問題提供參考及借鑒。

二、B型宏程序表達式

邏輯轉移和循環

在宏程序中，提供有條件轉移語句和循環語句使用。

（1）無條件轉移語句（IF語句）

格式1：IF[條件表達式]？搖GOTOn

如果指定的條件表達式滿足，轉移到標有順序號n的程序段；如果指定的條件不滿足，執行下個程序段。

例如：IF[#1GT10]？搖GOTO2；

N2？搖G0X10；如果#1大于10，轉移到順序號N2的程序段。

（2）循環（WHILE語句）

格式：WHILE[條件式]；

？搖？搖？搖？搖？搖？搖……

？搖？搖？搖？搖？搖？搖ENDW；

例：

#2=30

WHILE #2 GT 0；如果#2>0

G91G01X10；成立就執行

#2=#2-3；修改變量，

ENDW；返回

G90 G00 Z50；不成立跳到這里執行

WHILE中必須有“修改條件變量”的語句，使得其循環若干次后，條件變為“不成立”而退出循環，不然就成為死循環。

三、變距螺紋

（一）槽等寬變距螺紋

1.加工思路。如圖1所示，槽等寬變距螺紋的導程變化規律主要體現在相鄰兩螺紋牙遞增變化，根據變距螺紋的特性編程時可用螺距遞增的方法來加工；而宏程序條件循環語句則根據前后螺紋之間的增量來實現，同時根據螺紋的加工深度作為條件判別來控制螺紋總的切削量。

2.宏程序設計思路。

（二）牙等寬變距螺紋

1.加工思路。如圖2所示，牙等寬變距螺紋的導程變化規律主要體現在相鄰兩螺紋槽遞增變化，根據變距螺紋的特性編程時先加工槽等寬變距螺紋，在槽等寬變距螺紋上通過改變刀具起點刀的位置來實現加工。螺紋的加工深度、加工長度、刀具起點的偏移作為條件判別形成宏程序循環嵌套來編制程序。

2.宏程序設計思路

四、程序編制

1.如圖1所示，槽等寬變距螺紋的外徑為40mm；小徑為34mm，螺距為8mm，螺距遞增3mm，槽寬為3mm，總長為120 mm，其加工程序如下：

O****

GOO X200 Z100

T0101？搖？搖？搖？搖[刀具寬度為3mm]

M03 S300

G64？搖？搖？搖？搖[平滑過渡指令]

#1=16？搖？搖？搖？搖[螺紋加工時刀具的起點]

#2=40？搖？搖？搖？搖[螺紋外徑尺寸]

#3=34？搖？搖？搖？搖[螺紋底徑尺寸]

G00 [X#2] Z[#1]

WHILE [#2]GT[#3]？搖？搖？搖？搖[螺紋深度條件判別]

#2=#2-0.1？搖？搖？搖？搖[每次切深為0.1mm]

#4=8？搖？搖？搖？搖[變距螺紋開始螺距]

#5=3？搖？搖？搖？搖[變距螺紋遞增的距離]

#6=0？搖？搖？搖？搖[螺紋開始長度]

#7=-120？搖？搖？搖？搖[螺紋結束長度]

G00 X[#2]

G32 Z0 F[#4-#5]

WHILE [-#6]GT[#7] ？搖？搖？搖？搖[螺紋長度加工條件判別]

G32 W[-#4]F[#4] ？搖？搖？搖？搖[螺紋切削加工]

#6=#6+#4

#4=#4+#5

ENDW

G00 U[#2+5]

Z[#1]

ENDW

G00 X150 Z100

M05

M30

2.如圖2所示，牙槽等寬變距螺紋的外徑為40mm；小徑為30mm，螺距為10mm，螺距遞增2mm，牙寬為5mm，總長為65mm；其加工程序如下：

O****

GOO X100 Z100

T0101？搖？搖？搖？搖[刀具寬度為3mm]

M03 S300

G64？搖？搖？搖？搖[平滑過渡指令]

#1=20？搖？搖？搖？搖[螺紋加工時刀具的起點]

#2=40？搖？搖？搖？搖[螺紋外徑尺寸]

#3=30？搖？搖？搖？搖螺紋底徑尺寸]

G00 X[#2] Z[#1]

WHILE [#2]GT[#3] [螺紋深度條件判別]

#2=#2-0.1 [每次切深為0.1]

#4=10 [螺紋導程]

#5=2 [螺紋變距增量]

#6=0 [螺紋長度計算初始值]

#7=-65 [螺紋長度]

#8=0

WHILE[#8]LE 2？搖？搖？搖[起點偏移條件判別]

G00 X[#2]

G32 Z0 F[#4-#5]

WHILE [-#6]GT[#7]？搖？搖？搖？搖[螺紋長度條件判別]

G32 W[-#4]F[#4-#8]？搖？搖？搖？搖[螺紋加工]

#6=#6+#4

#4=#4+#5

ENDW

G00 U[#2+10]

Z[#1]

#8=#8+0.02？搖？搖？搖？搖[起點每次偏移0.02]

ENDW

G00 U[#2+10]

Z[#1]

ENDW

G00 X100 Z100

M05

M30

以上兩種不同變距的螺紋加工程序都是采用宏程表達式的其中一種，編程人員可根據所熟悉的表達式編寫，其編寫方法相同，但在使用加工變距螺紋時還需要注意以下幾點：（1）根據刀具不同材料的承受度的要求正確選擇刀具寬度，以免在加工過程中出現扎刀的現象。（2）由于變導程螺紋的螺紋升角隨著螺距的增大而變大，所以刀量左側的刃磨后角等于工作后角加上最大螺紋升角。（3）使用G32指令加工完螺紋總長，必須將刀具返回定位的起點。（4）編寫牙等寬變距螺紋時，據不同情況來合理設定F值和起刀點的距離，正確選擇加工起點的偏移量，偏移量隨著牙數不斷地疊加，如第1個扣牙偏移量為0.02mm，第10個10牙的偏移量是0.2mm，因此要考慮刀具強度和偏移量超出刀寬，避免在加工過程中扎刀。

五、結語

綜上所述，針對華中系統加工變距螺紋的方法，主要是利用宏程序對變距螺紋的特點進行數學的運算，對于不同增量的變距螺紋的加工，無需修改程序，只改宏程序中的變量，就提高了加工效率，保證了加工的質量，可操作性強。

參考文獻：

[1]葉海見.華中數控系統典型零件數控加工案例集[M].北京：機械工業出版社，2012.

[2]馮志剛.數控宏程序編程方法、技巧與實例[M].第2版.北京：機械工業出版社，2011.