變螺距螺紋的數(shù)控加工

何金芬

（玉溪工業(yè)財(cái)貿(mào)學(xué)校，云南 玉溪 653100）

0 引言

變螺距螺紋在飲料灌裝機(jī)械、塑料機(jī)械、飼料機(jī)械上有廣泛的應(yīng)用，但在數(shù)控車(chē)床切削的加工中程序的編制比較困難。為解決企業(yè)在此問(wèn)題中遇到的困難，本文以華中系統(tǒng)HNC-21T為例，介紹結(jié)合G32指令闡述了變螺距螺紋中槽等寬變螺距的螺紋用戶(hù)宏程序的編制和應(yīng)用。

1 車(chē)變螺距螺紋的車(chē)削原理分析

如圖1為一槽等寬變螺距的螺紋，此種螺紋在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用較廣泛，但程序編制存在一定困難，下面筆者為此介紹一種應(yīng)用宏程序加工變螺距螺紋的方法。

圖1 等寬變螺距工件

因升降速的影響和安全考慮車(chē)削螺紋時(shí)的循環(huán)起點(diǎn)應(yīng)距工件端面有一定距離，所以在第一個(gè)牙之前我們可以設(shè)定螺距為固定螺距，當(dāng)車(chē)刀到達(dá)起刀點(diǎn)（螺紋車(chē)削起點(diǎn)），X向進(jìn)刀至第一次切削處，此時(shí)螺距為初始值，開(kāi)始螺紋車(chē)削，當(dāng)工件轉(zhuǎn)過(guò)一周后刀具前進(jìn)一個(gè)螺距f，此時(shí)螺距增至（f+Δα,Δα為螺距的增加量），當(dāng)工件再轉(zhuǎn)過(guò)一周后刀具前進(jìn)f+Δα，在此過(guò)程中要進(jìn)行一次比較（如果長(zhǎng)度≤螺紋的總長(zhǎng)，繼續(xù)進(jìn)行螺紋車(chē)削）按此方法車(chē)削至螺紋全長(zhǎng)， X向退刀，刀具回到車(chē)削起點(diǎn)，螺距初始化為初始螺距。X向進(jìn)刀至下一層的切削X值，進(jìn)行一次比較（如果X向尺寸≥螺紋底徑，繼續(xù)進(jìn)刀），按此方法進(jìn)刀車(chē)削至牙底徑后，再進(jìn)行最后一次光刀后，退刀至起刀點(diǎn)，螺紋車(chē)削結(jié)束。

2 程序編制方法

首先車(chē)削毛坯至螺紋待加工狀態(tài)，然后采用一把60°刀尖角的螺紋車(chē)刀。另外此程序中只有兩個(gè)變量：即每層加工時(shí)的螺距在變，且初始值為變螺距的第一牙的螺距值；層與層之間的X值在變，且初始值為每一刀的切削深度。車(chē)削變距螺紋宏程序編制方法的流程如圖2所示。

變距螺紋宏程序軌跡：

……

#1=a（a:X方向每一層的切削深度，此深度為直徑量）

圖2 車(chē)削變距螺紋宏程序編制流程

While#1LE b（b：X方向總的切削深度，此深度為直徑量）

G00X[c－#1]Z4（c：為螺紋大徑，z：為距離螺紋端面的值，可自己定）

G32Z0F2（螺紋循環(huán)起點(diǎn)至螺紋端面的螺距為第一牙螺距的螺紋）

#2=d（d：為螺紋第一牙的導(dǎo)程）

#3=0（螺紋長(zhǎng)度的起始值）

While#3GT[e] （e:為螺紋長(zhǎng)度）

G32W[－#2]F[#2] （長(zhǎng)度隨著螺距的增加而增加）

#2=#2+0.1（步距，每牙螺距增加0.1）

#3=#3+#2（每增加一個(gè)螺距，長(zhǎng)度也跟著增加一個(gè)螺距的長(zhǎng)度）

ENDW

G00U4（X向退刀）

Z4（Z向退刀，退刀螺紋的循環(huán)起點(diǎn)）

#1=#1+0.1（深度每層切削0.1mm）

ENDW

……

3 應(yīng)用實(shí)例

圖3毛坯為 φ（45×120）， 加工一大徑為 Φ28， 底徑為Φ26，牙型角為60°，起始螺距為2mm，螺紋長(zhǎng)度40mm，每轉(zhuǎn)螺距增加0.1mm的變螺距螺紋，用在恒轉(zhuǎn)速下傳遞增減速運(yùn)動(dòng)。

圖3 加工工件實(shí)例

技術(shù)要求：①以單件生產(chǎn)編程；②不準(zhǔn)用砂布及銼刀等修飾表面；③未注倒角0.5×45°；④未注公差尺寸按 GB1804－M。

3.1 工藝準(zhǔn)備

（1）根據(jù)加工零件材質(zhì)選用45號(hào)鋼。

（2）設(shè)備選用：華中HNC－21T系統(tǒng)數(shù)控車(chē)床。

（3）量具：25～50mm外徑千分尺、 0～150mm游標(biāo)卡尺。

（4）機(jī)夾刀具：93°外圓粗車(chē)刀、93°精車(chē)刀、刃寬為4 mm切槽刀、60°螺紋車(chē)刀。

3.2 工藝制定

（1）手動(dòng)裝夾加工：用三爪自定心卡盤(pán)和頂尖夾持毛坯，伸出卡爪外長(zhǎng)度100mm平端面，編程零點(diǎn)選工件右端面與軸心線(xiàn)交匯點(diǎn)。

（2）自動(dòng)加工路線(xiàn)：車(chē)外圓：粗、精車(chē)：C2倒角→?28外圓、?40外圓→切 （8×2）的退刀槽；車(chē)螺紋：宏程序加工變距螺紋；切斷：保證長(zhǎng)度90mm。

3.3 數(shù)控加工工藝卡

表1 數(shù)控加工工藝卡片

工件坐標(biāo)原點(diǎn)選定在工件右端面和軸線(xiàn)交點(diǎn)處，建立工件坐標(biāo)系。

參考程序：

……T0303

M03S350

G64

G00X100Z100

X32Z4

#1=0.05

While#1LE 1.5

G00X[28－#1]Z4

G32Z0F2

#2=2

#3=0

While#3LE[42]

G32W[-#2]F[#2]

#2=#2+0.1

#3=#3+#2

ENDW

G00U4（X向退刀）

Z4（Z向退刀，退刀螺紋的循環(huán)起點(diǎn)）

#1=#1+0.1（深度每層切削0.1mm）

ENDW

……

4 結(jié)束語(yǔ)

文中變螺距的編程方法通過(guò)實(shí)際加工驗(yàn)證，結(jié)果表明其加工是可行的。切實(shí)解決了企業(yè)加工中的技術(shù)難題，降低了零件的生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品的加工效率和質(zhì)量，提高了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

[1]成立.裝備制造技術(shù)[J].橢圓宏程序在數(shù)控車(chē)削中的應(yīng)用與研究，2008，4.

[2]華中系統(tǒng)數(shù)控車(chē)床使用手冊(cè)[Z].