【摘 要】為了加工大模數(shù)多頭梯形螺紋或蝸桿,采用FANUC數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床。根據(jù)軸向分度法基本原理進(jìn)行分度,采用斜向單面車削與左右擴(kuò)削相結(jié)合的加工方法,利用所編制的加工宏程序加工大模數(shù)多頭梯形螺紋或蝸桿,既能保證螺紋的加工競(jìng)速,又可以減少刀具損壞,縮短輔助時(shí)間,提高生產(chǎn)效率。
【關(guān)鍵詞】大模數(shù);多頭梯形螺紋;數(shù)控編程
多頭螺紋加工程序編制重復(fù)語句多,工作量大,程序檢查繁瑣,容易出錯(cuò),本文借助宏程序的特點(diǎn),研究出切實(shí)可行的多頭螺紋加工程序,該程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,具備循環(huán)加工的特點(diǎn),適合于任何形式的多頭螺紋的加工,用戶只須在主程序中對(duì)相關(guān)變量賦值,調(diào)用宏程序即可加工出所需要的螺紋,其通用性靈活性強(qiáng)。
1.用戶宏程序的特點(diǎn)
將一群命令所構(gòu)成的功能,像子程序一樣登錄在內(nèi)存中,再把這些功能用一個(gè)命令作為代表,執(zhí)行時(shí)只需寫出這個(gè)代表命令,就可以執(zhí)行其功能。在這里,所登錄的一群命令叫做用戶宏主體(用戶宏程序)。簡(jiǎn)稱用戶宏(custom macro)。這個(gè)代表命令稱為用戶宏命令,也稱作宏調(diào)用命令。使用時(shí),操作者只需會(huì)使用宏命令即可,而不必去理會(huì)宏主體。用戶宏的最大特點(diǎn)是:
(1)可以在用戶宏程序中使用變量。
(2)可以進(jìn)行變量之間的演算(包括算術(shù)和邏輯運(yùn)算)。
(3)對(duì)變量的賦值既可以通過宏命令,又可以通過機(jī)床的鍵盤輸入到數(shù)控裝置中去。
(4)可以使用程序控制指令(包括有條件和無條件轉(zhuǎn)移)。
(5)宏命令還可以修改和優(yōu)化系統(tǒng)的參數(shù)(通過與I/O、PMC通訊)。
因此,用戶宏程序編程常用于成組工藝,將相似的工件歸納為一組,每組使用變量組成的程序,在這組內(nèi)的工件只要把實(shí)際值賦予變量,將相同的加工操作編為用程序,如固定加工循環(huán)宏程序和螺紋切削加工循環(huán)宏程序等,這樣就不必為每一工件編程。大大降低了編程工作量。
2.問題的提出
當(dāng)前我國所使用的數(shù)控車床中,F(xiàn)ANUC數(shù)控系統(tǒng)占有比較大比例,該系統(tǒng)在加工螺紋時(shí)可以使用的指令有G92、G76、G32等,以上指令對(duì)于單頭,普通螺紋加工,具有編程簡(jiǎn)單,容易掌握等特點(diǎn)。但如用復(fù)雜的多頭梯形螺紋或蝸桿編程時(shí),編制的程序復(fù)雜語句多,編程工作量大,檢查困難,容易出錯(cuò),尤其是多頭螺紋加工的編程,程序編制尤為繁瑣。
3.多頭螺紋加工宏程序設(shè)計(jì)思路
對(duì)于上述問題,借助于FANUC系統(tǒng)的宏程序,通過條件轉(zhuǎn)移,判斷,比較等功能編制出具有循環(huán)特點(diǎn)的,切實(shí)可行的多頭螺紋加工通用程序。
首先對(duì)有關(guān)螺紋參數(shù)如螺紋車刀角度,螺距,刀尖寬一半,同一切削層中左右切削時(shí)毎刀進(jìn)給量,頂寬,切深,毎刀切削層深度,刀位點(diǎn)到工件的距離,Z軸終點(diǎn)坐標(biāo),槽深,加工螺紋起刀點(diǎn),螺紋頭數(shù),加工余量,精車螺紋時(shí),最小背吃刀量,螺紋尾部倒角值,精車螺紋重復(fù)次數(shù)等進(jìn)行賦值,利用條件轉(zhuǎn)移功能進(jìn)行螺紋加工頭數(shù)的比較,切深與槽深的比較,和刀具距左右切削邊界余量Q與0的比較。其中,先進(jìn)行刀具距左右切削邊界余量Q與0的比較,當(dāng)條件不滿足時(shí)程序返回到加工第i頭螺紋,再進(jìn)行切深與槽深的比較,當(dāng)條件不滿足時(shí)進(jìn)行i+1頭數(shù)的螺紋切削加工程序返回到螺紋加工頭數(shù)的比較,直至所有頭數(shù)加工完畢。
這種編程思路的特點(diǎn)是,不論加工何種螺紋,頭數(shù)多少,只需對(duì)螺紋有關(guān)參數(shù)進(jìn)行賦值,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)螺紋的加工,該程序應(yīng)具備螺紋加工的通用性和靈活性,且程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
4.程序編制及應(yīng)用
一直徑為32mm,6頭梯形螺紋零件,其導(dǎo)程為10mm,以此為例在車床CL-20型,多功能車床系統(tǒng)為FANUC-Oi上加工,根據(jù)宏程序結(jié)構(gòu)圖編制多頭螺紋加工程序如下:
主程序:
O0001
N10 G28 U0 W0;(回機(jī)械原點(diǎn))
N20 T0101;(調(diào)T形螺紋刀)
N30 G00 X36.0 Z10.0;(加工螺紋起刀點(diǎn))
N40 M04 S400;
N50 G65 P0011;(粗加工,調(diào)用宏程序)
N60 A0.5 B32 C116 I(25+0.5)J1 K90000 D32 E6 F10;(粗加工時(shí)螺紋參數(shù)賦值)
N70 G65 P0011(精加工,調(diào)用宏程序)
N80 A0.1 B32 C116 I25 J1 K90000 D32 E6 F10;
N90 G28 U0 W0;(精加工時(shí)螺紋參數(shù)賦值)
N100 T0100;(取消刀號(hào))
N110 M30;(程序結(jié)束)
宏程序:0011
﹟5=﹟8*﹟6
﹟5=﹟5+﹟6;
WHILE[﹟5LE﹟8]DO1;
WHILE[﹟7GT﹟4]DO2;
G00X[﹟7-﹟1];
G32 W[-﹟3]F﹟Q﹟5;
G00X[﹟2+10];
W﹟3;
END2;
﹟7=﹟2;
END1
M99;
程序中:A為在X方向加工切入深度增量
B為螺紋外徑
C為切削長(zhǎng)度(導(dǎo)入+螺紋長(zhǎng)度+導(dǎo)出)
I為螺紋底徑
J為加工頭數(shù)初始值
K為轉(zhuǎn)角增量
D為X方向加工初始值
E為螺紋頭數(shù)
F為螺紋導(dǎo)程
程序中考慮到分為粗,精加工兩部分進(jìn)行切削加工,粗加工時(shí)以盡快去除多余材料,選用較大的每次切削深度,設(shè)置螺紋底徑時(shí),預(yù)留了精加工余量,以防止在螺紋加工比較過程中,出現(xiàn)誤判斷,精加工余量及精加工參數(shù)設(shè)置,應(yīng)根據(jù)工件的材料,螺紋的表面加工精度及刀具的具體工藝狀況進(jìn)行設(shè)置。
5.結(jié)束語
上述程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,具備循環(huán)加工的特點(diǎn),適合于任何形式的多頭螺紋加工,用戶只須在主程序中對(duì)相關(guān)變量賦值,調(diào)用宏程序即可加工出所需要的螺紋,通用性,靈活性非常強(qiáng)。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]FANUC0-Oi操作說明書.
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[3]劉又午.數(shù)字控制機(jī)床.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997.