錐螺紋加工的特殊方法

夏長富

黑龍江廣播電視大學(xué)富拉爾基分校，黑龍江 齊齊哈爾 161042

在具備錐螺紋加工功能的數(shù)控機(jī)床上，加工錐螺紋是很容易的，普通機(jī)床上不具備此功能，要想加工錐螺紋就要采用一定的方法，經(jīng)研究，用宏程序方法很方便，如果該機(jī)床上沒有宏程序功能用普通程序也可實(shí)現(xiàn)，在編程過程中要注意運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決計(jì)算問題。

1 實(shí)現(xiàn)錐螺紋銑削方法原理

在一臺具備圓弧插補(bǔ)功能，螺旋插補(bǔ)功能但不具備圓錐插補(bǔ)功能的FANUC臥式加工中心上加工大錐螺紋。螺旋插補(bǔ)的功能可實(shí)現(xiàn)直螺紋銑削，即在XY平面走行整圓弧時(shí)Z方向走行1個(gè)螺距。而錐螺紋與直螺紋的區(qū)別為在Z方向走行1個(gè)螺距的同時(shí)，直徑方向也因錐度角有對應(yīng)變化，起始點(diǎn)與終點(diǎn)不在同一圓柱面上。即螺紋起始點(diǎn)的公稱直徑與終點(diǎn)的公稱直徑不相等，在編程過程中要進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)學(xué)計(jì)算。

2 應(yīng)用宏程序?qū)崿F(xiàn)錐螺紋的加工

在一般的程序中，程序字為常量，只能描述固定的幾何形狀，缺乏靈活性和適用性。若能用改變參數(shù)的方法使同一程序能加工形狀相同但尺寸不同的零件，錐螺紋的加工就會非常方便，同時(shí)也提高了螺紋成形的可靠性。加工不規(guī)則形狀零件時(shí)，機(jī)床可能要作非圓曲線運(yùn)動，一般手工編程達(dá)不到要求。在進(jìn)行自動測量時(shí)機(jī)床要對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這些數(shù)據(jù)屬于變量，一般程序是不能處理的。針對這種情況，數(shù)控機(jī)床提供了另一種編程方式，即宏編程。它是指程序中使用變量，通過對變量進(jìn)行賦值及處理，使程序具有特殊功能含有變量的程序。

在具備“用戶宏程序”功能的機(jī)床上編一個(gè)錐螺紋加工的宏程序，程序中將用到下列變量：

#3—直徑D的一半與刀具半徑之差

#4—錐度角的正切值

#5—兩螺牙在徑向上的變動量t

#6—螺紋終點(diǎn)直徑的一半

#7—螺紋起始點(diǎn)直徑D，在主程序中用對應(yīng)文字變量D賦值

#9—進(jìn)給速度，在主程序中用對應(yīng)文字變量F賦值

#17—螺距Q，在主程序中用對應(yīng)的文字變量Q賦值

#18—刀具半徑

#23—錐度角W，在主程序中用對應(yīng)的文字變量W賦值

#26—螺紋深度Z，在主程序中用對應(yīng)文字變量Z賦值

#27—直徑D的一半

#3000—輸出報(bào)警信息

宏程序：

O7777//宏程序名

#4=TAN[#23] //計(jì)算錐度角正切值

#5=#17*#4 //計(jì)算兩螺牙徑向變動量

#27=#7/2 //螺紋起始點(diǎn)直徑的一半

#3=#27—#18//螺紋起始點(diǎn)直徑的一半減刀具半徑

#6=#27—#26*#4—#18 //運(yùn)用公式計(jì)算

IF[#27LT#18]GOTO 3 //如果直徑D的一半小于刀具半徑一半則報(bào)警，屏幕顯示ERROR

N1G91G01X0Y[#3]F[#9] //將刀具以進(jìn)給速度移到X0Y[#3]處

N2G91G02X0Y—[#5]I0J—[#3]Z—[#17]F[#9] //加工第一個(gè)螺牙

#3=#3—#5 //準(zhǔn)備判斷值

IF[#3GT#6]GOTO 2 //如果條件滿足執(zhí)行第2程序段

GOTO 4 //如果條件不滿足執(zhí)行第4程序段

N3#3000=120（D R ERROR）//輸出報(bào)警信息

N4G91 G01 X0 Y—[#6]F[#9] //刀具回到終點(diǎn)

G91G28Z0 //刀具回到Z軸零點(diǎn)

M99//結(jié)束

說明：調(diào)用方式為G65P8000D R Z Q U F ，其中：D為起始點(diǎn)螺紋直徑，R為刀具半徑，Z為螺紋深度，Q為螺距，U為錐度角，F(xiàn)為進(jìn)給速度。調(diào)用此宏程序時(shí)主軸刀具位置為螺紋起始面的中心并啟動。此加工不使用G40功能，且直線軸進(jìn)給倍率應(yīng)鎖住。

3 加工實(shí)例

例：加工參數(shù)為D=40，R=10，Z=5，Q=2.5，W=3的螺紋，進(jìn)給速度為F=10mm/r。

主程序：

O0001 //主程序名

G90 G00 X0 Y0 Z0 S100 M03//刀具快速移動到工件坐標(biāo)系原點(diǎn)

G65 P7777 D40 R10 Z5 Q2.5 W3 F10//調(diào)用宏程序并設(shè)定參數(shù)

M30//程序結(jié)束并返回到程序開頭

以上用宏程序加工錐螺紋通用性較強(qiáng)，如果機(jī)床不具備宏程序功能也可用普通程序加工，現(xiàn)舉例如下：

O01 //程序名

G90 G00 X0 Y0 Z0 S100 M03 //刀具快速移動到坐標(biāo)系原點(diǎn)

G91 G01 X0 Y10 F10 //刀具以一定進(jìn)給速度移動到螺紋起始點(diǎn)

G91 G02 X0 Y-0.131 I0 J-10 Z-5 F10//加工螺紋

G01 X0 Y-9.738 F10//刀具回到螺紋終點(diǎn)處

G91 G28 Z0//Z軸回零

M30//程序結(jié)束并返回到程序開頭

4 結(jié)論

在錐螺紋加工過程中，選用螺紋銑刀既可。在找正工件零點(diǎn)時(shí)可以用圈表的方法進(jìn)行。在完成錐螺紋加工時(shí)并非一種方法，例如用自動編程軟件自動生成加工程序或根據(jù)上述宏程序編制幾段普通程序都可以完成此項(xiàng)加工任務(wù)。但運(yùn)用宏程序更簡單、可靠，在改變加工對象時(shí)，只要改變參數(shù)就可以了。對系統(tǒng)只有透徹的理解，特別是如何運(yùn)用宏程序功能，才能發(fā)揮其更大的作用，運(yùn)用起來才會更靈活。