變導(dǎo)程螺紋的數(shù)控加工

竇美寧

煙臺工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東煙臺 264006

隨著現(xiàn)代機械化程度的不斷提高，變導(dǎo)程螺紋的應(yīng)用也隨處可見。它主要應(yīng)用在連接件和傳動件上，是機械設(shè)備中一種常見的零件結(jié)構(gòu)。如塑料擠壓機械中的主要傳動部分塑料擠出機，是塑料成型加工的最主要部件，直接關(guān)系到塑料成型加工的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)率。通過外部動力傳遞和外部加熱元件的傳熱進行塑料的固體輸送、壓實、熔融等到最后成型。塑料自加料口進入擠出機的料筒內(nèi)，在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下，由于料筒內(nèi)壁和螺桿表面的摩擦作用向前運動。螺桿的職能主要是將塑料壓實提供向前輸送的動力，經(jīng)過輸送元件及多種復(fù)合材料充分混合均勻后輸送至擠出機出口。

1 變導(dǎo)程螺紋的特點

變導(dǎo)程螺紋是導(dǎo)程按一定規(guī)律變化的螺紋。其內(nèi)槽表面是一個螺旋面，如圖1所示。其導(dǎo)程是以增量值K來不斷遞增變化的。

加工時螺紋車刀切削刃上任意一點的運行軌跡，都是一條螺旋線，沿圓周展開為一直線，所以變導(dǎo)程螺旋線相鄰圓周直線段的斜率不同，每一直線段的升角增量也各不相同。

圖1 變導(dǎo)程螺紋

2 變導(dǎo)程螺紋的數(shù)控編程指令

G34 X(U)__ Z(W)__ F__ K__；該指令可加工變導(dǎo)程螺紋的零件，對每一個導(dǎo)程做增加值或減少值的指定，就能完成變導(dǎo)程螺紋的切削。其中：X、Z為切削到達的終點坐標值；U、W為切削到達終點的增量坐標值；F為螺紋起點處的基本導(dǎo)程；K為螺紋每導(dǎo)程的增(減)量，K值的變化范圍在系統(tǒng)參數(shù)中設(shè)定。

3 變導(dǎo)程螺紋的分類及編程

變導(dǎo)程螺紋可分為以下兩大類：槽等寬變牙寬和牙等寬變槽寬變導(dǎo)程螺紋，槽等寬變牙寬其槽寬相等牙寬按規(guī)律均勻變化，可利用一定寬度的螺紋刀來加工。選用刀寬一定的梯形螺紋車刀，采用直進法分層切削螺紋。粗切削時每次X向的進刀量為0.3mm。其切削起點Z值的確定為工件上的第一個導(dǎo)程減去螺紋每導(dǎo)程的變化量。螺紋進行多次重復(fù)切削過程中，每次只是程序中的起刀點的X坐標值不斷遞進變化，而G34程序段一直是不變的。由于要加工螺紋的螺距較大，因此主軸轉(zhuǎn)速要低，否則，機床進給會失步。

牙等寬變槽寬變導(dǎo)程螺紋其牙寬相等槽寬均勻按規(guī)律變化，如圖2?？衫眯∮诘谝粋€槽寬的螺紋刀來加工。編程的關(guān)鍵是解決相鄰兩牙遞增變化的問題。因為加工此種螺紋相對于前一種要難些。

圖2 牙等寬變槽寬變導(dǎo)程螺紋

3.1 工藝分析

工件編程原點設(shè)在工件右端面中心處。選用刀寬為4mm的梯形螺紋車刀。此種槽寬是按導(dǎo)程增量來遞增或遞減變化，在單次的螺紋切削過程中，刀具經(jīng)過每牙槽所切的寬度增量也應(yīng)是遞增或遞減變化的。而刀具寬度一定，可通過改變每刀切削時的導(dǎo)程F來逐牙軸向遞進完成切削。計算如下：

其中，f0：起始切削牙等寬變槽寬變導(dǎo)程螺紋的導(dǎo)程值，

本例起始導(dǎo)程為8mm；fn：第n次切削牙等寬變槽寬變導(dǎo)程螺紋的導(dǎo)程值，本例中為8mm+2mm=10mm；n：完成牙等寬變槽寬變導(dǎo)程螺紋切削的總次數(shù)，n最小=Ln/T，其中Ln為螺紋有效切削范圍內(nèi)最大的槽寬（本例中Ln為16mm），T為刀寬（本例中T=4mm），則本例中n最小=16/4=4次，取n=5次。注：每次起始螺距增加為K/n，本例為K/n=2/5=0.4mm。

3.2 編程（本例采用調(diào)用子程序及宏程序編程）

G00 U-0.3；（每刀的背吃刀量0.3mm） M99。

4 結(jié)論

在數(shù)控車床上運用G34指令加工變導(dǎo)程螺紋變得簡單、易學(xué)，但在具體加工過程中不要拘泥于同一種加工方法，在加工時要區(qū)分對待。特別是加工精度要求較高時，需要在生產(chǎn)實踐中不斷積累總結(jié)經(jīng)驗，避免出現(xiàn)故障。數(shù)控車床是通過編程指令來控制其加工過程，可以實現(xiàn)快速切削，提高了加工效率，降低生產(chǎn)成本，減輕了操作者的勞動強度，保證了加工質(zhì)量。

[1]李紅波，張偉峰.數(shù)控車工[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.

[2]林宋，張超英，陳世樂.數(shù)控車床[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.