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        摘 要: 加快我國(guó)數(shù)控高技能人才培養(yǎng)，引導(dǎo)廣大企業(yè)職工和各類(lèi)職業(yè)院校師生努力學(xué)習(xí)知識(shí)、刻苦鉆研技術(shù)，走技能成才之路，幾乎各省市都會(huì)舉辦各種數(shù)控技能大賽，用宏編程來(lái)實(shí)現(xiàn)橢圓弧、拋物線、異型螺紋的加工編程在每次數(shù)控競(jìng)賽中必須用到，然而以異型螺紋數(shù)控車(chē)削宏編程尤為最難。以一圓弧面上加工圓弧螺紋編程為例，指出了紋加工形成原理與三個(gè)常用的螺紋加工指令的區(qū)別，介紹了異型螺紋數(shù)控車(chē)削宏編程的方法。
 
       關(guān)鍵詞: 異型螺紋; 數(shù)控車(chē)削; 宏編程; G32 指令
 
       0 引言
 
      螺紋是我們常見(jiàn)的零件，在教學(xué)中或生產(chǎn)中經(jīng)常遇見(jiàn)，螺紋按牙型分類(lèi)三角形螺紋、鋸齒形螺紋、梯形螺紋等。在各種數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床上，都有專(zhuān)門(mén)的針對(duì)螺紋車(chē)削指令，常見(jiàn)的都是 G32、G92、G76 等，可以順利地加工出單頭或多頭的、公制( 英制) 三角形螺紋。但在某些特殊場(chǎng)合，需要加工一些異型螺紋，應(yīng)用傳統(tǒng)的螺紋車(chē)削指令不能順利完成。對(duì)于水平一般的手工編程者來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直是不可能的事情，感覺(jué)無(wú)從下手，導(dǎo)致無(wú)法順利完成異形螺紋的加工編程。實(shí)際上只要我們合理結(jié)合宏程序并靈活運(yùn)用相應(yīng)的螺紋數(shù)控切削基本指令，完全可以實(shí)現(xiàn)對(duì)該類(lèi)零件的編程與加工，異型螺紋問(wèn)題便可以迎刃而解。
 
       1 、 螺紋的形成與加工原理
 
       在機(jī)械加工中，螺紋是在一根圓柱形的軸上或內(nèi)孔表面用刀具或砂輪切成的，此時(shí)工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具沿著工件軸向移動(dòng)一定的距離，刀具在工件上切出的痕跡就是螺紋。在外圓表面形成的螺紋稱(chēng)外螺紋，在內(nèi)孔表面形成的螺紋稱(chēng)內(nèi)螺紋，螺紋的基礎(chǔ)是圓軸表面的螺旋線。
 
       2 、 G32、G92、G76 螺紋加工指令的格式與區(qū)別
   
       2． 1 單行程螺紋切削指令 G32
    
       指令格式: G32 X( U) ____ Z( W) ____ F____指令中的 X( U) 、Z( W) 為螺紋終點(diǎn)坐標(biāo)，F(xiàn) 為螺紋導(dǎo)程。
 
       2． 2 螺紋切削循環(huán)指令 G92
   
      螺紋切削循壞 G92 為簡(jiǎn)單螺紋循環(huán)，該指令可以切削錐螺紋和圓柱螺紋，其循環(huán)路線與前述的單一形狀固定循環(huán)基本相同，只是 F 后續(xù)進(jìn)給量改為螺距值。其指令格式為:
 
      G92 X( U) ____Z( W) ____Ｒ____F____;
 
      2． 3 螺紋切削多次循環(huán)指令 G76
 
      G76 螺紋切削多次循環(huán)指令較 G32、G92 指令簡(jiǎn)潔，在程序中只需指定一次有關(guān)參數(shù)，則螺紋加工過(guò)程自動(dòng)進(jìn)行。G76 螺紋切削指令的格式需要同時(shí)用兩條指令來(lái)定義，其格式為:
 
      G76 P( m) ( r) ( a) Q____ Ｒ____;G76 X( U) Z( W) Ｒ( i) P( k) Q( Δd ) F( L) ;螺紋加工方法有直進(jìn)法和斜進(jìn)法，應(yīng)用 G32、G92 指令編程，螺紋刀具是直進(jìn)法加工螺紋，加工刀具的阻力比較大，這兩個(gè)指令一般適合螺距比較小的螺紋編程，應(yīng)用 G32 指令編程時(shí)，螺紋刀具每走刀一次，都必須應(yīng)用一次 G32 指令，螺紋程序比 G92 指令更加繁瑣。而應(yīng)用 G76 指令編程，螺紋刀具是斜進(jìn)法加工螺紋，加工時(shí)刀具所受的阻力小，該指令更適合螺距比較大的螺紋編程。
 
     3 、圖樣與編程分析
   
     通過(guò)對(duì)圖 1 所示異形螺紋分析可知，該螺紋牙型為 Ｒ2． 1的直徑圓形螺紋，且螺紋是依附在 Ｒ43． 5 的圓弧面上均勻分布，牙深為 1mm，這也是該螺紋的特殊性，根據(jù)螺紋的形成原理，這里我們可以選擇普通的螺紋車(chē)刀作為加工刀具，也可以選擇 Ｒ2． 1 圓弧車(chē)刀作為加工刀具，前者的加工程序更為復(fù)雜，一般人員很難理解，后者加工程序相對(duì)簡(jiǎn)單，學(xué)者容易理解掌握，這里僅介紹以 Ｒ2． 1 圓弧刀具進(jìn)行編程。但是，以 Ｒ2． 1 圓弧車(chē)刀即成型刀加工過(guò)程中的阻力比較大，容易發(fā)生蹦刀現(xiàn)象，所以每次切削過(guò)程中的切削深度不易過(guò)大，為解決每次切削深度問(wèn)題，借助于宏程序變量來(lái)編程，即可實(shí)現(xiàn)該類(lèi)異型螺紋的數(shù)控車(chē)削編程。編程過(guò)程中只要控制好主軸轉(zhuǎn)速與刀具進(jìn)給速度之間的關(guān)系，并使刀具的移動(dòng)軌跡按給出的圓弧曲線運(yùn)動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)螺紋附著在圓弧面上，從而車(chē)削出該類(lèi)形狀的異型螺紋。
 

                      圖 1 異型螺紋零件圖
   
     4 、圓弧面玄長(zhǎng)與螺紋引入、引出坐標(biāo)的計(jì)算
    
    
  
    
  
    
  
     圖 2 玄長(zhǎng)與 A、B 點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算輔助圖
 
     5 、加工參考程序
   
     根據(jù)螺紋加工形成的原理，主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具就移動(dòng)一個(gè)螺距，便可以形成螺紋。想要用 Ｒ2． 1 的成型刀加工出如圖1 所示的異型螺紋，問(wèn)題的關(guān)鍵是要實(shí)現(xiàn)刀具每次的切入角是在同一個(gè)角度位置切入。為此，這里主要是選擇 G32 指令來(lái)確定成型刀具的每次實(shí)際切入位置，程序中的 G32 指令并不是為了實(shí)現(xiàn)螺紋編程用，而是使刀具每次的切入角度一致。由于圖1 中的其他部位編程并不難，所以其程序省略不寫(xiě)，O0056 號(hào)程序只是列出了加工異型螺紋的程序段，程序的格式為我們常用的 FANUC － 0i 系統(tǒng)格式，程序如下所示。
  
    

     O0056 程序是用成型刀對(duì)如圖 1 所示異型螺紋的編程方法，如果不是使用成型刀，其實(shí)也可以應(yīng)用 G32 指令并結(jié)合宏程序變量進(jìn)行編程，但是這種方法相對(duì)比較復(fù)雜，本文不作介紹。
 
     6、 結(jié)語(yǔ)
 
     隨著每年數(shù)控競(jìng)賽的的競(jìng)爭(zhēng)激烈性，肯定會(huì)出現(xiàn)各種各樣的異性螺紋。例如，普通三角螺紋、圓弧型螺紋、橢圓弧螺紋等依附在橢圓面上或圓弧面上，但是不管是什么形狀的異型螺紋，總離不開(kāi)這三種螺紋編程指令，只要充分掌握這三種螺紋指令格式，理解他們之間的區(qū)別，并結(jié)合宏程序變量編程，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)異型螺紋的數(shù)控車(chē)削編程。