◆ 石宝传 日照市工业学校 山东 日照 262300 摘 要:异形螺纹是一种非标准螺纹,其螺纹尺寸参数与标准螺纹完全不同。本文主要针对异形螺纹进行加工方法、加工工艺分析及宏程序编程的研讨,采用赶刀法编写宏程序,在数控车床上加工异形螺纹。通过实践验证,工艺编排合理,程序简明易懂,加工效率高,解决了异形螺纹的加工难题。 关键词:异形螺纹 赶刀法 宏程序 近年来,随着数控大赛的深入发展,计算机编程软件的应用更加广泛。为了提高选手的综合编程能力,数控加工技能大赛试题以计算机编程方式为主,插入一些计算机编程难以实现的题目,锻炼一下选手手工编程的能力。比如异形螺纹加工,这类题目杂志上也有过介绍,但很多局限于柱面上异形螺纹的加工或曲面上成形刀具(螺旋槽的形状与刀具形状相同)加工的异形螺纹,螺旋槽较浅的一般采用宏程序一次插补成形,螺旋槽较深的一般分层,逐层加工。 下面介绍一种关于圆弧曲面螺纹加工的宏程序编程加工方法。 如图1所示圆弧曲面异形螺纹,螺距为12mm,分布在一个半径为60mm的圆弧上,且螺纹沟槽的形状为半径4.5mm的圆弧,切入深度为3mm,圆弧起始位置Z0,终止位置Z-40。使用圆弧刀加工,且刀具半径为3mm。 图1.在圆弧曲面上加工异形螺纹 一、加工方法与编程 1.赶刀法开粗 在圆弧上开一个半径为3mm、深3mm的螺旋槽,如图2所示。 参考程序如下: % /起始符 O01 /程序名 G99G40G97 /程序初始化 T0101 /调用 6圆弧车刀 M03S100 /主轴正转,转速100r/min G00X100Z30 /定位刀具起始点 #1=0 /定义开粗第一层 WHILE[#1GE-6]DO1 /判定开粗深度是否在范围之内 G00X[75.982+#1] /定义到切削深度 G32Z15F12 /找正起距角,即定位脉冲 G42G01X[75.982+#1]Z4F12 /调入半径补偿 G03Z-44F12 /弧面螺旋槽加工 G01W-5F12 /直线延长螺旋槽加工 G00X100 /X方向退刀 G40Z30 /Z方向退刀并取消刀补 #1=#1-0.1 /逐层递深 END1 /结束循环 G00X100 /X方向退刀 Z200 /Z方向退刀 M30 /结束程序 % /结束符 注:以上方法只能在R60圆弧面上开出一个半径为3mm、深度为3mm的螺旋槽,为下一步左、右切奠定基础。 图2.赶刀法开粗 2.右切螺旋槽 以-90 顶点为基准向右切螺旋槽,如图3所示。 图3.右切螺旋槽 参考程序如下: % /起始符 O02 /程序名 G99G40G97 /程序初始化 T0101 /调用 6圆弧车刀 M03S100 /主轴正转,转速100r/min G00X100Z30 /定位刀具起始点 #1=-90 /切削起始角 WHILE[#1LE-20]DO1 /判定切削角度是否在范围之内 #2=1.5*SIN[#1] /定义刀具中心X坐标 #3=1.5*COS[#1] /定义刀具中心Z坐标 G00X[65.982+2*#2] Z[30+#3] G32Z[15+#3]F12 /找正起距角,即定位脉冲 G42G01X[72.982+2*#2]Z[4+#3]F12 /调入半径补偿 G03X[72.982+2*#2]Z[-44+#3]F12/弧面螺旋槽加工 G01W-5F12 /直线延长螺旋槽加工 G00X100 /X方向退刀 G40Z30 /Z方向退刀并取消刀补 #1=#1+4 /角度递增 END1 /结束循环 G00X100 /X方向退刀 Z200 /Z方向退刀 M30 /结束程序 % /结束符 3.左切螺旋槽 以-90 顶点为基准向左切螺旋槽,如图4所示。 图4.左切螺旋槽 编程: % /起始符 O03 /程序名 G99G40G97 /程序初始化 T0101 /调用 6圆弧车刀 M03S100 /主轴正转,转速100r/min G00X100Z30 /定位刀具起始点 #1=-90 /切削起始角 WHILE[#1GE-200]DO1/判定切削角度是否在范围之内 #2=1.5*SIN[#1] /定义刀具中心X坐标 #3=1.5*COS[#1] /定义刀具中心Z坐标 G00X[65.982+2*#2] Z[30+#3] G32Z[15+#3]F12 /找正起距角,即定位脉冲 G42G01X[72.982+2*#2]Z[4+#3]F12 /调入半径补偿 G03X[72.982+2*#2]Z[-44+#3]F12/弧面螺旋槽加工 G01W-5F12 /直线延长螺旋槽加工 G00X100 /X方向退刀 G40Z30 /Z方向退刀并取消刀补 #1=#1-4 /角度递减 END1 /结束循环 G00X100 /X方向退刀 Z200 /Z方向退刀 M30 /结束程序 % /结束符 二、注意事项 本文探讨的圆弧曲面异型螺纹的加工方法概括成赶刀法开粗,左右扩展法。使用本方法时注意事项有三项: 1.圆弧形车刀的刀具补偿。加工使用圆弧形车刀,一定要注意在进退刀时考虑刀尖圆弧半径,否则会发生过切或撞刀现象。加工圆柱面螺纹时圆弧刀具使用刀具中心作为刀位点,在加工过程中不用考虑刀具补偿,在弧面上加工螺旋槽需要加刀补。为了保证螺旋槽的双面牙型角精度,刀尖方位宜选0(9)号。 2.螺旋升角。异形螺纹一般螺距较大,加工时所使用的刀具要像梯形螺纹刀一样,磨出螺旋升角,否则刀具后刀面会发生干涉。 3.R的取值。可采用修改刀具中心与螺旋槽中心距(牙型半径与刀具半径)之差,以控制螺纹的加工精度。如本螺旋槽粗加工时,R可取1.4mm,精加工时,R可取1.5mm。 三、结语 本文主要针对圆弧面的异形螺纹进行加工方法、加工工艺分析及宏程序编程的研讨,得出一种可在数控车床上加工异形螺纹的宏程序编程方法。通过实践验证,工艺编排合理,编程简单,易于理解和掌握,加工效率高,解决了异形螺纹在数控大赛中的加工难题。其他类型的异形螺纹,可以参照本文的实例,进行具体的工艺分析,找到合适的加工编程方法。 参考文献 [1]袁锋 主编 数控车床培训教程.北京:机械工业出版社,2004。 [2]杨琳 主编 数控车床加工工艺与编程.北京:中国劳动社会保障出版社,2005。 |
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