淄博市技師學(xué)院（山東 255202）張朝輝

圖1所示實(shí)物圖是我院實(shí)習(xí)教學(xué)中給某工廠加工的一件外協(xié)產(chǎn)品，名稱為輸料螺旋軸，是某機(jī)器上運(yùn)送物料的一個(gè)部件，材料為鑄造鋁合金。從整體上看為錐螺紋，且是一個(gè)左旋螺紋，并且螺旋槽的形狀比較復(fù)雜，螺旋部分長度為550mm，加工時(shí)剛性較差，需要低轉(zhuǎn)速小吃刀量進(jìn)行，螺旋槽結(jié)構(gòu)由三段圓弧和一條直線段構(gòu)成，屬于異形螺紋類，普通機(jī)床上是無法加工的。而且數(shù)控車床上沒有可以直接引用的螺紋加工代碼，因此難點(diǎn)在于程序的編寫和刀具的選用。

1.加工程序分析

數(shù)控加工的編程思路在于對(duì)零件輪廓的準(zhǔn)確描述，因此對(duì)于此螺紋編程重點(diǎn)在于怎么對(duì)螺旋槽的形狀進(jìn)行準(zhǔn)確地描述，因?yàn)闆]有可以直接引用的螺紋加工代碼，所以使用G32代碼進(jìn)行宏程序編程，（以R4mm圓弧為例說明）來加工該零件。如圖2所示。

圖1

圖2

由圖2可知R4mm圓弧上的點(diǎn)的坐標(biāo)是變化的，怎么計(jì)算呢？假設(shè)我們給定一個(gè)螺紋的起點(diǎn)A，那么就可以得到R4mm圓心的坐標(biāo)B（可以認(rèn)為是固定的）。依次類推可以得到R5mm、R25mm的圓心坐標(biāo)C、D。畫圖計(jì)算R4mm對(duì)應(yīng)的起始角，使用圓方程可以計(jì)算圓弧上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)。比如A點(diǎn)#3=COS[#1] ＊4（#1起始角，#3代表X值），將圓坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為工件坐標(biāo)系。例如#3=COS[#1]＊8+94.688（R4mm圓心處的直徑）；A點(diǎn)Z值#2=SIN[#1]＊4，轉(zhuǎn)換后#2=SIN[#1] ＊4-593.575（R4mm圓心處Z方向坐標(biāo)）。以上為R4mm圓弧在起點(diǎn)處的坐標(biāo)計(jì)算，再計(jì)算出對(duì)應(yīng)的終點(diǎn)坐標(biāo)，用G32指令連接起點(diǎn)和終點(diǎn)。則完成R4mm的宏程序編寫，程序如下：

R4圓弧的部分程序（精加工程序）：

加工R4mm圓弧時(shí)考慮到工件的精度并不高，以及我們學(xué)院的實(shí)際情況，我們使用了手工刃磨的高速鋼的刀具加工該零件，同時(shí)還考慮刀具與工件干涉情況，因此采用如圖3所示三把車刀進(jìn)行粗精加工（也可以購買標(biāo)準(zhǔn)刀具）。

圖3

以上程序單獨(dú)加工了R4mm圓弧，其他圓弧與直線段則仿照此程序編寫。因?yàn)槁菪圯^深，不宜直接進(jìn)行精加工，因此先粗車去除大部分余量，再精加工。粗加工R25mm圓弧的輪廓進(jìn)時(shí)要注意余量的控制（見圖4），刀具使用半徑為R4mm的圓頭車刀，采用修改刀具損耗值的方法進(jìn)行加工，部分程序如下：

R25mm精加工程序：

圖4

2.加工效果分析

使用這種宏程序編程的方法很好地解決了經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車無法加工異形大螺距螺旋槽螺紋零件的問題，加工時(shí)間20h左右，在加工過程中，一人可開多臺(tái)數(shù)控機(jī)床，節(jié)約了人力和物力，加工效果較好。