基于宏程序的梯形螺纹加工程序编制
2020-6-4 来源： 辽宁轨道交通职业学院 作者：陈国奇，刘一波
摘要：结合典型梯形螺纹加工实例，详细介绍宏程序的编程方法。采用左右交替进刀法和分层切削方法对梯形螺纹加工程序进行编制，利用宏程序的编程方法可进一步简化梯形螺纹的编程，为梯形螺纹车削加工起到指导作用。
关键词：宏程序；梯形螺纹；数控加工
0、引言
梯形螺纹的牙型角一般为 ３０°，按旋向可分为右旋螺纹和左旋螺纹两种，一般大型的机械设备上的传动都会用到梯形螺纹。在数控车加工指令中一般采用Ｇ７６来实现梯形螺纹的加工，除了第一刀切深和精加工可以控制外，切削循环过程的背吃刀量是由机床根据参数进行内部运算得到的，这样容易产生扎刀现象。因此，本文运用宏程序来进行梯形螺纹加工程序的编制，为梯形螺纹确定一个合理的加工方案。
１、梯形螺纹的加工工艺分析
１．１ 零件图分析
梯形螺纹零件如图 １ 所示。该零件为 Ｔｒ３８×６的单线米制梯形螺纹，材料为４５钢，其两端直径 为Φ２０ｍｍ；在对梯形螺纹编程加工前，其外径和轴向尺寸都已加工完成，在这里只需要加工梯形螺纹部分。
图１ 梯形螺纹零件图
１．２ 工艺路线分析
该零件装夹时，利用三爪自定心卡盘采用一夹一顶方式，用百分表进行找正。刀具选用 ３０°梯形螺纹刀，刀尖宽度小于螺纹小径的宽度，为了减小螺纹加工误差，刀具数量为２把，分别用于粗、精加工。量具选用０ｍｍ～１５０ｍｍ 卡尺、２５ｍｍ～５０ｍｍ 外径千 分尺、２５ｍｍ～５０ｍｍ 公法线千分尺配带三针。同时三针测量需要计算测量时的理论数值，其计算公式为：
Ｍ＝ｄ＋４．８６４Ｄ－１．８６６Ｐ ．
其中：Ｍ 为三针实测的螺纹中径理论值；ｄ 为螺纹的中径；Ｄ 为钢针的直径，Ｄ＝０．５１８Ｐ，Ｐ 为螺距。
１．３ 编程思路规划及切削参数设定
在车削梯形螺纹时可以参照加工普通三角螺纹的走刀动作来完成定位、进刀、加工螺纹、退刀这几个动作。首先选用粗加工梯形螺纹刀，对刀点为刀尖的位置，由零件图可知要加工的是螺距为６ｍｍ 的梯形螺纹，宏程序编制采用左右交替分层切削方法。程序的大概思路为：刀具快速定位到 Ｘ＝３８、Ｚ＝－１５的位置设定第一刀螺纹起始点，把０赋值给＃１０１为背吃刀量的初始值，－１５ 赋 值 给 ＃１０２ 为 螺 纹 加 工 Ｚ 向 起点，０．５赋值给＃１０４为第一层背吃刀量，０．１４４赋值给＃１０５为Ｚ 轴进刀量。设＃１０１＝＃１０１－＃１０４为径向车削的每次背吃刀量，＃１０６为 Ｘ 方向退刀量。经 过 Ｇ０ Ｘ ［＃１０６］使 Ｘ 方 向 进 刀，Ｚ［＃１０２－＃１０５］为Ｚ 轴进刀量，运用 Ｇ３２螺纹指令加工螺纹螺距为６ｍｍ，进行第一刀螺纹加工，Ｚ 轴到达螺纹终点之后使用 Ｇ００ Ｘ［＃１０６＋１０］进行 Ｘ 方向退刀，经过运行Ｚ［＃１０２＋＃１０５］确定Ｚ 向定位，然后进行第二刀 Ｘ 定位，在第一刀的基础上递减０．５ｍｍ 距离进行Ｇ３２螺纹切削，以此类推，直至满足条件ＩＦ［＃１０１ＧＴ－３］ＧＯＴＯ１０（如果＃１０１大于－３，则程序跳转到 Ｎ１０程序段）。条件语句一共使用４个，分别为第一层切削吃刀量０．５ｍｍ，第二层切削吃刀量０．３ｍｍ，第三层切削吃刀量 ０．１ ｍｍ，第 四 层 切 削 吃 刀 量 ０．０５ 精 加工；当加工到第三层，加工之后程序暂停，换精加工刀具，其对刀点与粗加工对刀点重合。继续运行程序，当条件语句不满足时跳出循环体外，运行ＩＦ［＃１０１ＧＴ－７］ＧＯＴＯ１０以下程序，最后 Ｍ３０程序结束。
２、梯形螺纹加工程序
梯形螺纹加工程序如下：
３、梯形螺纹加工仿真
梯形螺纹加工程序编制完成后，利用 ＶＥＲＩＣＵＴ 仿真软件进行切削仿真模拟，以校验加工程序的准确性，这样可以清晰地观察刀具的运行路径，直观地发现错误或不符合加工梯形螺纹的走刀方法，避免在机床上运行导致撞机或不必要的错误。程序的验证结果如图２所示。
图２ 梯形螺纹仿真加工。
４、结束语
运用宏程序加工梯形螺纹实现了左右交替分层切削方法，该方法是加工梯形螺纹一个较为典型的方法。灵活地使用＃１０４变量重新赋值来控制每层的背吃刀量变化，解决了螺纹加工后期吃刀量大的问题，使整个梯形螺纹加工的效率、精度均有所提高。
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