姚文才（廣東省國(guó)防科技技師學(xué)院,廣州　510515）

異形角度螺紋的加工

姚文才
（廣東省國(guó)防科技技師學(xué)院,廣州510515）

在現(xiàn)在的數(shù)控技能大賽上，異形螺紋的運(yùn)用非常廣泛。由于不能用CAXA自動(dòng)編程完成，這就使部分選手無(wú)從下手，異形角度螺紋就是其中的代表。本文就在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床上，異形角度螺紋的加工方法進(jìn)行論述。

異形角度螺紋；宏程序；35度對(duì)稱刀

0　前言

在全國(guó)數(shù)控技能大賽上，數(shù)控車床的競(jìng)賽樣題中，出現(xiàn)了新的構(gòu)圖要素——異形角度螺紋，有部分參賽選手均沒(méi)有完成此螺紋的加工。主要原因是參賽選手沒(méi)有足夠的時(shí)間時(shí)進(jìn)行工藝分析和宏程序編寫，而使用CAD/CAM軟件又不能加工此類螺紋，所以不得不放棄此螺紋的加工。異形角度螺紋加工中存在較大的技術(shù)難度，下面就異形角度螺紋加工方法為例，闡述這種特殊螺紋在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床華中HN 21世紀(jì)星系統(tǒng)中的加工方法。

1　零件圖樣

該工件是全國(guó)數(shù)控技能大賽上，數(shù)控車床的競(jìng)賽樣題中的其中一個(gè)工件，材料為45#鋼，工件的螺紋為65度角度螺紋，具體要求如圖1所示。

2　解讀圖紙，設(shè)計(jì)編程思路

此工件上的異形螺紋角度為65度螺紋，螺距P＝12，螺紋牙頂寬為4.4mm，牙底寬為3.5mm，螺紋的牙型高度為3mm。這種非標(biāo)梯形螺紋是不能通過(guò)成型刀具使用G76指令加工，勢(shì)必要采取X向分多層和Z向分多段的多次加工方法進(jìn)行。在編程過(guò)程中利用宏變量，各分層參數(shù)可自由指定和快速調(diào)整，配以宏循環(huán)指令可以很方便實(shí)現(xiàn)加工。

3　加工工藝分析

本工件以35度對(duì)稱刀（圖2）為加工螺紋刀具，在加工螺紋時(shí)，起刀點(diǎn)及結(jié)束點(diǎn)位置應(yīng)該給予螺紋升速及降速的距離，并要以螺紋刀尖R的中心軌跡進(jìn)行編程。

要以圖3所示的在槽寬和槽深兩個(gè)方向都分層加工，那程序流程會(huì)要用到兩個(gè)循環(huán)。

（1）是以螺紋的總切深作為轉(zhuǎn)移條件來(lái)完成螺紋的分層加工。每一層的螺旋槽加工完畢后切深進(jìn)刀，加工下一層，進(jìn)刀到最后，計(jì)算可能會(huì)出現(xiàn)切深超過(guò)螺紋底徑的結(jié)果，程序中對(duì)此進(jìn)行處理，實(shí)際切深在最后取到螺紋底徑的總切深，見(jiàn)圖3。

（2）是以同一切深層上整個(gè)切削槽寬為轉(zhuǎn)移條件來(lái)完成螺紋某一層的加工。刀具的z向移動(dòng)到不同的起刀點(diǎn)來(lái)完成同一切深層上整個(gè)槽寬的切削加工，程序中在每層切深處進(jìn)行計(jì)算得到該層的槽寬，把這個(gè)槽寬在z方向分多次進(jìn)刀實(shí)現(xiàn)，如果在最后出現(xiàn)進(jìn)刀總寬度超過(guò)本層槽寬的情況，則直接取槽寬為進(jìn)刀寬度。

從上面的加工分析圖可以知道采用這種方法因?yàn)槁菁y槽兩邊都留有余量0.2mm，通過(guò)精加工程序可以保證螺紋牙側(cè)的粗糙度。

4　加工程序

4.1粗加工程序

O0001；（粗加工程序名）

T0101；（調(diào)用35度對(duì)稱刀R0.8）

G 00X 100Z100；（退刀至換刀點(diǎn)）

S200M 3；（設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速）

G 00X 62Z12；（刀具移至定位點(diǎn)）

#1=3；（梯形螺紋的牙型高度）

WHILE#1GE0[DO1]；（切削循環(huán)；牙型槽X軸）

#2=52+[#1*2]；（螺紋的X軸直徑距離）

#3=#1*1；（牙型角度的長(zhǎng)度距離）

#4=#3+1.5；（牙型槽長(zhǎng)度距離）

WHILE#4GE0[DO2]；（切削循環(huán)；牙型槽Z軸）

#5=12+#4；（Z軸的定位點(diǎn)）

G00X[#2]Z[#5]；（刀具移至下刀點(diǎn)）

G 32Z-30F12；（螺紋的終點(diǎn)坐標(biāo)）

G 00X 62；（刀具退回X軸的定位點(diǎn)）

Z12；（刀具退回Z軸的定位點(diǎn)）

#4=#4-0.5；（刀具向Z軸移動(dòng)每刀0.5）

ENDW2；（返回循環(huán)體）

#6=#1*0.364；（牙型角度的長(zhǎng)度距離）

WHILE#6GE0[DO 3]；（切削循環(huán)；牙型槽Z軸）

#7=12-#6；（Z軸的定位點(diǎn)）

G00X[#2]Z[#7]；（刀具移至下刀點(diǎn)）

G32Z-30F12；（螺紋的終點(diǎn)坐標(biāo)）

G00X62；（刀具退回X軸的定位點(diǎn)）

Z12；（刀具退回Z軸的定位點(diǎn)）

#6=#6-0.5；（刀具向Z軸移動(dòng)每刀0.5）

ENDW 3；（返回循環(huán)體）

#1=#1-0.4；（刀具向X軸移動(dòng)每刀0.4）

ENDW1；（返回循環(huán)體）

G00X100Z100；（退刀至換刀點(diǎn)）

M 30%（程序結(jié)束并返回起點(diǎn)）

4.2精加工程序（精車螺紋兩側(cè)面）

O0002；（精加工程序名）

T0101；（調(diào)用35度對(duì)稱刀R0.4）

G00X100Z100；（退刀至換刀點(diǎn)）

S200M 3；（設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速）

G00X62Z12；（刀具移至定位點(diǎn)）

#1=3；（梯形螺紋的牙型高度）

WH ILE#1GE0[DO 1]；（切削循環(huán)；牙型槽X軸）

#2=52+[#1*2]；（螺紋的X軸直徑距離）

#3=#1*1；（牙型角度的長(zhǎng)度距離）

#4=#3+2.7；（牙型槽長(zhǎng)度距離）

WHILE#4GE0[DO 2]；（切削循環(huán)；牙型槽Z軸）

#5=12+#4；（Z軸的定位點(diǎn)）

G00X[#2]Z[#5]；（刀具移至下刀點(diǎn)）

G32Z-30F12；（螺紋的終點(diǎn)坐標(biāo)）

G00X62；（刀具退回X軸的定位點(diǎn)）

Z12；（刀具退回Z軸的定位點(diǎn)）

#4=#4-3.5；（刀具向Z軸移動(dòng)每刀3.5）

ENDW2；（返回循環(huán)體）

#6=#1*0.364；（牙型角度的長(zhǎng)度距離）

WH ILE#6GE0[DO 3]；（切削循環(huán)；牙型槽Z軸）

#7=12-#6；（Z軸的定位點(diǎn)）

G00X[#2]Z[#7]；（刀具移至下刀點(diǎn)）

G32Z-30F12；（螺紋的終點(diǎn)坐標(biāo)）

G00X62；（刀具退回X軸的定位點(diǎn)）

Z12；（刀具退回Z軸的定位點(diǎn)）

#6=#6-3.5；（刀具向Z軸移動(dòng)每刀3.5）

ENDW3；（返回循環(huán)體）

#1=#1-0.1；（刀具向X軸移動(dòng)每刀0.1）

ENDW1；（返回循環(huán)體）

G 00X 100Z100；（退刀至換刀點(diǎn)）

M 30%（程序結(jié)束并返回起點(diǎn)）

4.3精車槽底程序

O 0003;（精加工程序名）

T0101;（調(diào)用35度對(duì)稱刀R0.4）

G0X100Z100;（退刀至換刀點(diǎn)）

S200M 3;（設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速）

G0X62Z12;（刀具移至定位點(diǎn)）

#1=2.7;（梯形螺紋的牙型槽底長(zhǎng)度距離）

WHILE#1GE0;（切削循環(huán)；牙型槽Z軸）

#2=12+#1;（Z軸的定位點(diǎn)）

G00X52Z[#2];（刀具移至下刀點(diǎn)）

G32Z-30F12;（螺紋的終點(diǎn)坐標(biāo)）

G 00X 62;（刀具退回X軸的定位點(diǎn)）

Z12；（刀具退回Z軸的定位點(diǎn)）

#1=#1-0.1;（刀具向Z軸移動(dòng)每刀0.1）

ENDW;（返回循環(huán)體）

G00X100Z100;（退刀至換刀點(diǎn)）

M 30%;（程序結(jié)束并返回起點(diǎn)）

5　加工65度異形螺紋注意事項(xiàng)

（1）在加工螺紋時(shí)主軸轉(zhuǎn)速不宜過(guò)高，由于螺紋螺距較大，推薦用S200～S250轉(zhuǎn)/分；

（2）粗加工時(shí)推薦使用刀尖R0.8的刀片，具有較大的切削力和防工件加工震動(dòng)；精加工時(shí)用R0.4的刀片；

（3）粗車時(shí)兩側(cè)各留給精車0.2mm，底面粗車時(shí)留給精車0.1mm；

（4）粗車分6層車，即每層0.5mm；

（5）粗車橫向每刀進(jìn)給0.4mm。

6　結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)加工實(shí)踐證明，在此種非標(biāo)梯形螺紋的加工中，充分發(fā)揮了宏程序的功能，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜特種螺紋的加工。為了達(dá)到零件的加工精度，設(shè)計(jì)合理的加工工藝是前提條件，深入、充分了解數(shù)控系統(tǒng)加工指令，利用數(shù)控加工原理進(jìn)行編程是重要保障。

[1]《華中世紀(jì)星數(shù)控系統(tǒng)使用說(shuō)明書》[S].

[2]馮志剛.數(shù)控宏程序編程方法、技巧與實(shí)例[K].機(jī)械工業(yè)出版社.

[3]上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)編著.金屬切削手冊(cè)第三版[K].上海科學(xué)技術(shù)出版社出版,2000(06).

[4]趙長(zhǎng)明,劉萬(wàn)菊主編.數(shù)控加工工藝及設(shè)備[K].高等教育出版社2003(10).

[5]GSK980TDA車床CNC使用手冊(cè)[K].廣州數(shù)控設(shè)備有限公司出版,2006(01).

姚文才（1981—），男，廣東新豐人，本科，機(jī)械工藝一級(jí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師，數(shù)控車工高級(jí)技師。