橢圓形螺紋的數控編程與加工

【摘 要】本文主要圍繞橢圓形螺紋在數控車床上的加工，從圖形分析、編程思路、刀具選擇、程序編制、精度控制等方面進行論述。采用宏程序編程能較好地解決橢圓形螺紋在數控大賽的加工難題。

【關鍵詞】橢圓 異形螺紋 宏程序 編程

【中圖分類號】G712 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）25-0168-01

隨著數控技能大賽的推廣與發展，比賽工件的難度逐漸提高，而螺紋的變化是其中之一。由原來的車削三角形螺紋，轉變為車削梯形螺紋、車削圓弧形螺紋、車削橢圓形螺紋等各類異形螺紋。而橢圓形螺紋的編程較為復雜，本人結合多年帶學生參加數控比賽的經驗，總結出橢圓形螺紋的編程與加工方法，又快又好地解決了橢圓形螺紋的加工問題。

一 零件圖形分析

圖1所示，橢圓形螺紋橢圓長半軸為4.5mm，短半軸為3.5mm，方程式為z2/4.52+x2/3.52=1。橢圓圓心位于φ64mm的外圓上，螺距為10mm，螺紋切削深度1.5mm。

二 加工刀具選擇

由圖1可知，可以選擇橢圓弧形成形刀具加工，但圓弧必須與橢圓相吻合，制造較為困難，不建議使用。經多次試驗一般選擇主偏角為72.5°，刀尖角為35°，主后角為6°～8°，刀尖圓弧半徑0.2mm的尖刀進行加工（見圖2）。

三 編程思路

橢圓形螺紋就是螺紋形狀是橢圓形的，采用刀尖角35°的尖刀加工時，尖刀既要按照橢圓形狀運動，又要按照螺紋的規律車螺紋。編程時主要解決橢圓形狀的變化關系，列出邏輯關系式，最后采用宏程序編程。此題的變量應以橢圓長軸為變量#3，然后根據橢圓方程式求出X坐標值。單個橢圓形螺紋形狀從1點變化至2點（見圖3）。1點至橢圓中心的長度要根據圖中給定的數值代入橢圓方程式求出，為3.69。即#3的變化從3.69變至-3.69。

四 橢圓形螺紋參考程序（以FANUC系統為例）

O0001；（橢圓形螺紋加工）

T0101；（刀尖角35°刀）

M3 S300；

G0 X62 Z10；

#1=4.5；（ 橢圓長半軸）s

#2=3.5；（ 橢圓短半軸）

#3=3.69；（ 橢圓形螺紋起點長度）

N10 #4=SQRT[#2*#2-#3*#3]；

#5=#2/#1*#4；

#6=2*[32-#5]；（編程坐標系中橢圓中心X值）

G0 Z[#3+10]；（螺紋Z軸起刀點）

X[#6]；（螺紋X軸起刀點）

G33 Z-45 F10；（車螺紋）

G0 X62；（X向退刀）

Z10；（Z向退刀）

#3=#3-0.2；（Z向逐漸變化0.2）

IF[#3GE-3.69] GOTO10；（判斷是否結束）

G0 X62；

Z10；

G0 X100Z100；

M30；

五 精度控制

為了保證零件加工精度，對刀時X向留0.3mm左右的余量，螺紋車完后測量。通過修改磨耗來修調尺寸，最終達到精度要求。

六 結束語

以上詳細分析了橢圓形螺紋的編程、加工及精度控制。這種編程思路可以延伸出其他類型異形螺紋的編程，如正弦線螺紋等三角函數異形螺紋，圓弧螺紋、拋物線螺紋等二次函數曲線螺紋。編程時，將上述橢圓函數表達式變換為圖紙相應的函數表達式，給出變量的起點終點坐標值，就可以完成相應程序的編制。同樣為防止加工過程中刀具與工件產生干涉，要利用尖形車刀完成加工。此類異形螺紋編程主要采用宏程序思路通過變量設置，大大簡化了復雜形狀零件的數控編程計算，減少刀具投入且通用性強。在實際加工中具有實用意義。

參考文獻

[1]顧雪艷.數控加工編程操作技巧與禁忌[M].北京：機械工業出版社，2007

[2]張麗華、馬立克.數控編程與加工技術 [M].大連：大連理工大學出版社，2006

〔責任編輯：肖薇〕