馬 麗 毛洪輝

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數(shù)控車床用宏程序加工變螺距螺紋的方法及技巧*

馬 麗 毛洪輝

（九州職業(yè)技術學院 江蘇徐州 221116）

變螺距螺紋在一些行業(yè)的用途相對比較廣泛,利用宏程序在數(shù)控車床上加工變螺距螺紋的關鍵問題之一是加工程序的編寫。以FANUC數(shù)車系統(tǒng)為例,闡述變螺距螺紋的數(shù)控加工原理及程序編寫方法,并給出加工程序,為企業(yè)解決變螺距螺紋的數(shù)控加工提供參考依據(jù)。

數(shù)控車床 宏程序 變螺距螺紋加工

1 變距螺紋概述

目前，隨著產品市場的激烈競爭，傳統(tǒng)的螺紋車削和絲錐板牙已無法滿足生產的需要。傳統(tǒng)加工變螺距螺紋的方法有：一是在臥式車床進給系統(tǒng)中增設一套輔助裝置(凸輪變速機構)實現(xiàn)變速加工，雖然能保證精度，但所需技術難度較大，設計成本較高，調變距增量較麻煩，且不利于推廣應用；二是在銑床上采用手工加工的方法完成，勞動強度大、效率低、精度低、容易出現(xiàn)廢品。通過多年的教學經驗和實踐探索，確定了一種利用宏程序在數(shù)控車床上對變螺距螺紋加工的編程方法，利用宏程序很方便地解決了變螺距螺紋的技術難點。

由于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)有強大的宏程序功能，用戶宏功能的變量運算可提高數(shù)控車床的加工能力。以FANUC-Oi系統(tǒng)的數(shù)控車床為例，對加工變螺距螺紋進行探討，為企業(yè)生產變距螺紋提供參考依據(jù)。變距螺紋是指螺紋的導程不是定值，而是沿著螺旋線方向逐漸變大或減小，有等槽寬變導程螺紋和等牙寬變導程螺紋兩種形式，在FANUC-Oi系統(tǒng)的數(shù)控車床上面，用G34、G35指令，可以加工出這樣的變距螺紋，如圖1、2所示。

圖1 等槽寬變牙導程螺紋

圖2 等牙寬變槽導程螺紋

2 變距螺紋的用途

變距螺桿擠出性能優(yōu)良，不僅吃料情況好、送料均勻、出料口物料連續(xù)性好，而且壓縮均勻、壓縮比大。在食品、橡膠、塑料等行業(yè)使用的擠出設備中，螺桿軸是關鍵零件。例如絞肉機、船舶上的變導程螺旋槳以及汽車前轉向懸掛上的變距螺紋等。

3 變距螺紋的數(shù)控加工方法

在配有FANUC-Oi數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床上加工變螺距螺紋, 變螺距螺紋的切削指令是：G34、G35X (U) ___ Z (W)___ F ___K士___。其中X、Z是指車削的終點坐標值，U 、W 是指切削終點相對起點的增量坐標值，F(xiàn)是指螺紋的導程(單頭螺紋的螺距)，這些基本與普通螺紋切削指令G32的意義相同，K是指螺紋每導程的變化量，其增（減）量的范圍[1]。

4 宏程序特點

隨著數(shù)控系統(tǒng)的不斷更新，宏指令應用越來越廣泛。以FANUC-Oi系統(tǒng)為例，系統(tǒng)使用B 類宏指令，包括宏變量的賦值、運算、條件調用等，其編程直觀、功能強大，編程者可以自己擴展數(shù)控系統(tǒng)的功能。宏功能是數(shù)控系統(tǒng)所具備的特殊輔助功能，合理地使用好該功能可以大大簡化加工程序。

5 宏程序的控制指令

5.1 算術和邏輯運算

下面運算可在變量中執(zhí)行運算表達式可包含常量和由函數(shù)或運算符組成的變量。表達式中的變量(#j、 #k )可以用常數(shù)賦值。

(l)常用變量：

［加］#i = #j+# k 、［減］#i=#j-#k ；

(2)角度單位為度：

［正弦］ #i=sin[#j] 、［余弦］ #i=cos[#j]；

(3)函數(shù)：

［平方銀］#i=sqrt[#j]、 ［指數(shù)函數(shù)］#i=exp[#j]

(4)運算符：

EQ等于、NE不等于、GT大于、GE大于或等于、LT小于、LE小于或等于。

5.2 條件轉移(IF語句)

語句格式為IF[條件式] GOTO n，如圖3所示。

條件式成立時，從順序號為n的程序段開始執(zhí)行；條件式不成立時，執(zhí)行下一個程序段。

圖3 IF語句圖

5.3 循環(huán)語句（WHILE 語句）

語句格式為：WHILE[條件式]DO m… END m(m =l,2 ,3） ，如圖4所示。

圖4 WHILE語句圖

當條件語句成立時，程序執(zhí)行從DO m至END m之間的程序段；如果條件不成立，則執(zhí)行END m之后的程序段。DO和END后的數(shù)字是用于表明循環(huán)執(zhí)行范圍的識別號，可以使用數(shù)字1，2和3，如果是其他數(shù)字，系統(tǒng)會產生報警。DO～END循環(huán)能夠按需執(zhí)行多次。

6 加工實例

6.1 圖形說明

這里僅介紹等牙變槽寬導程螺紋的加工，如圖5所示。這種情況要比加工等槽寬變牙復雜一些，要車變槽寬的螺紋，只有在螺距車削的過程中使刀具寬度逐漸地均勻變大才能實現(xiàn)，不過這是不能實現(xiàn)的。在實踐中可通過改變螺距和相應的起刀點來趕刀，逐漸完成車削這樣的特殊螺紋（變螺距螺紋）。

圖5 加工實例圖

在數(shù)控車床上用循環(huán)語句（WHILE 語句）編制成程序。起刀點：已知基本導程是6 mm，變距是3 mm，第一個螺距實際=6+3=9mm ,首先選擇刀寬為3mm螺紋車刀,刀具寬度是根據(jù)變距值而定，所以選擇編程的切削起點距離端面為9 mm 的位置。第一刀與等槽、等寬牙變距情況一樣，先車出一個槽等寬牙變螺距的螺紋，第二刀切削時的定位點向端面靠近0.5mm（具體數(shù)值可根據(jù)經驗而定），同時基本導程變?yōu)?.5mm[4，5]。

依次類推，第三刀再靠近0.5mm，基本導程變?yōu)?mm，直至車到尺寸要求（長度66）為止。

6.2 利用宏程序編寫如下(毛坯已經加工為合適尺寸)：

O8888

T0202 S100 刀具轉速

G00 X 60 Z 9 定刀點

#1= 50 螺紋大徑值

#2= 44 螺紋小徑值

WHILE [#1GE#2] DO3 循環(huán)語句

G00 X [#1] Z 定刀點

G34 Z-66 F6 K3 變距螺紋的指令

G00 X 60 退刀

Z 9 定點

#1= #1-0.3 變量

#3= 6 定起始螺距值

#4= 3.5 定最終螺距值

#5= 0.5 每次進給減值

#6= 9 定刀點

#7= 6.5 定刀點

WHILE [#3GE#4] DO2 循環(huán)螺距語句

WHILE [#6GE#7] DO1 循環(huán)定刀點語句

G00 X [#1] Z [#6-#5] 定刀點

G00 X 60 退刀

Z9 定刀

#6= #6-#5 遞減值

#3= #3-#5 遞減值

END1 循環(huán)1結束

END2 循環(huán)2結束

END3 循環(huán)3結束

G00 X 100 Z 100 退刀

6.牛流行熱。急性死亡多因窒息所致。剖檢可見氣管和支氣管黏膜充血和點狀出血，黏膜腫脹，氣管內充滿大量泡沫粘液。

M30 程序結束

加工結果，如圖6所示。

圖6 加工后成品

7 加工時要注意：

（1）根據(jù)不同的要求合理選擇刀具寬度。

（2）正確選擇起始值和起刀點的位置。

以上措施有效地解決了加工特殊螺紋（變螺距螺紋）等問題，提高了加工零件的質量。

[1] 濟南機床廠．FUNAC- 0i MA系統(tǒng)編程說明書．

[2] 陳海舟.數(shù)控加工宏程序[M].北京:機械工業(yè)出版社，2006．

[3] 李建躍等．宏程序在數(shù)控加工的應用叨[J]．機械工程師2004,(4).

[4] 張永權．一個宏程序在FANUC系統(tǒng)上的妙用[J]．機械工人,2005(2):24.

[5] 徐衛(wèi)東.螺紋切削循環(huán)指令分析及應用[J].中國科學教育,2004(11).

*江蘇省高等職業(yè)院校高級訪問工程師計劃資助項目編號:FG125