喬龍陽

(陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 陽江 529500)

基于宏程序的螺紋數(shù)控銑削功能開發(fā)*

喬龍陽

(陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 陽江 529500)

通過分析螺紋結(jié)構(gòu)和螺紋銑削原理，巧妙應(yīng)用宏程序變量，總結(jié)了一種宏程序編寫螺紋銑削的方法。宏程序銑削加工螺紋，解決了不同尺寸螺紋特征類零件重復(fù)編程的問題，具有高效率、高精度、高柔性等優(yōu)點(diǎn)。

螺紋銑削；宏程序；變量

1 引 言

數(shù)控銑削螺紋常用攻絲、套螺紋或成型銑刀加工等方法。對(duì)于一些箱體類零件上直徑較大的內(nèi)、外螺紋，如果采用剛性攻絲，將很難保證螺紋的精度要求；采用CAM編程軟件，由于編程復(fù)雜，刀具路徑很難控制，零件的精度也很難實(shí)現(xiàn)。用戶宏程序是數(shù)控機(jī)床一項(xiàng)重要功能，具有簡(jiǎn)捷、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，宏程序編程在歐洲一些國家和地區(qū)使用率較高，而在我國使用率較低，主要是由于我國較大多數(shù)中小企業(yè)，對(duì)產(chǎn)品的加工過程和細(xì)節(jié)，無具體要求，大多數(shù)從業(yè)者抱著自動(dòng)編程能解決一切問題，加工出產(chǎn)品就完工的思想，在我國宏程序多數(shù)功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有被用戶掌握和使用。

2 螺紋銑削加工現(xiàn)狀分析

(1) 螺紋車削加工 在數(shù)控車床上加工螺紋，工藝簡(jiǎn)單，螺紋精度得到很好的保證，但是只用于回轉(zhuǎn)體和易裝夾、易找正的工件。其他箱體類、多面體類工件(如圖1)，由于車床難以使用通用和專用夾具裝夾、找正工件，使得此類工件螺紋車削很難實(shí)現(xiàn)。

(2) 螺紋鏜削加工 鏜削加工螺紋原理和車削加工類似，但鏜床加工，存在以下不足：①工藝復(fù)雜，對(duì)機(jī)床操作人員技能要求較高；②加工類型單一，不能實(shí)現(xiàn)一次定位裝夾，加工大多數(shù)形狀工藝特征。

(3) 攻絲 在數(shù)控銑床上采用的剛性攻絲，適合對(duì)直徑較小、精度要求不高的螺紋，加工方便、快捷。但其精度受到絲錐或板牙限制，且尺寸也有一定局限性，否則機(jī)床的力矩和刀具裝夾都不能滿足要求。

(4) 螺紋數(shù)控銑削加工 螺紋數(shù)控銑削加工具有以下特點(diǎn)：①適合大型零件上的螺紋加工，只需一次裝夾找正，即可完成螺紋底孔或外圓、及螺紋的加工；②適合非回轉(zhuǎn)體且難裝夾和找正的工件上的螺紋；③非標(biāo)準(zhǔn)的螺紋加工，沒有相應(yīng)的絲錐或板牙。

3 開發(fā)思路及過程

(1) 開發(fā)思路 用戶宏程序編程可以實(shí)現(xiàn)普通編程難以實(shí)現(xiàn)的功能，大大減輕編程過程中的計(jì)算任務(wù)；同時(shí)，利用宏程序還可實(shí)現(xiàn)有一定形狀特征規(guī)律，經(jīng)常需要加工的工件。利用數(shù)控系統(tǒng)宏程序開發(fā)零件螺紋銑削加工功能，主要是根據(jù)用戶在其已有的功能的基礎(chǔ)上，對(duì)形狀一樣但尺寸大小不同的螺紋，將發(fā)生變化的切削參數(shù)設(shè)定為變量，根據(jù)實(shí)際情況賦予不同的值，而整個(gè)宏程序不需要改變。

圖1 螺紋加工走刀軌跡

筆者介紹用戶宏程序螺紋銑削功能開發(fā)主要包括普通外螺紋和內(nèi)螺紋銑削加工。

(2) 螺紋銑削功能開發(fā) 如圖1，依據(jù)螺紋形成的原理，螺紋單個(gè)螺距加工的數(shù)控銑削編程可采用圓弧走刀程序G17 G02 X_Y_I_J_Z_F_。

如圖2和圖3所示，外螺紋和內(nèi)螺紋加工模型分析圖，內(nèi)外螺紋數(shù)控銑削可采用，每加工一個(gè)螺距螺紋作為一個(gè)循環(huán)，通過改變螺紋螺距的數(shù)量，將螺距個(gè)數(shù)設(shè)置為變量，在加工時(shí)判斷銑削螺距的深度是否達(dá)到要求，即可完成整個(gè)螺紋的加工[1]。

宏程序參數(shù)設(shè)定：螺紋的Z向切削深度為#2，螺紋螺距(多線螺紋為導(dǎo)程)#3，螺紋切削起點(diǎn)為#4，X向吃刀深度為#5，螺紋刀回轉(zhuǎn)半徑為#6，螺紋銑削進(jìn)給量#7。

圖2 外螺紋模型分析圖

圖3 內(nèi)螺紋模型分析圖

分析：根據(jù)螺紋銑削的原理，螺紋銑削上一個(gè)螺距和下一個(gè)螺距，X、Y的尺寸不變，Z向的尺寸是變化的，但每次變化長度是固定值(螺距#3)，根據(jù)以上分析，可開發(fā)螺紋銑削的循環(huán)語句程序，如表1所列。

表1 螺紋銑削循環(huán)語句程序[2]

4 用戶宏程序螺紋數(shù)控銑削加工

加工如圖4所示工件的內(nèi)、外螺紋，材質(zhì)為合金鋁，工件其它工藝工序已經(jīng)加工完成，本文只研究工件螺紋加工部分。內(nèi)螺紋M32×1.5 -6H，已加工底孔Φ30.376 mm；外螺紋M48×2-7 h，已加工外圓Φ48 mm。加工設(shè)備XK714D加工中心，F(xiàn)ANUC 0i-MD系統(tǒng)。 工件采用平口鉗裝夾。工件內(nèi)、外螺紋銑削加工，每加工一個(gè)螺距作為一次循環(huán)，在加工中只需判斷螺距的深度是否達(dá)到要求。坐標(biāo)設(shè)計(jì)和基準(zhǔn)設(shè)計(jì)如圖3所示。 內(nèi)外螺紋宏程序參數(shù)設(shè)定，見表2。T01：?jiǎn)稳新菁y銑刀，回轉(zhuǎn)半徑12.0 mm。螺紋切削吃刀深度設(shè)定，見表3。螺紋切削加工程序見表4所列。

圖4 零件圖

將開發(fā)好的程序存于設(shè)備數(shù)控系統(tǒng)中，在以后的生產(chǎn)實(shí)際中，遇到螺紋類零件加工，調(diào)出宏程序，針對(duì)不同大小尺寸的螺紋，只需修改宏程序中的參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)螺紋的數(shù)控銑削加工。

表2 螺紋宏程序參數(shù)設(shè)定[3]

表3 螺紋切削吃刀深度設(shè)定

表4 螺紋切削加工程序

5 結(jié) 語

通過利用宏程序?qū)β菁y類形狀特征的零件數(shù)控銑削加工功能開發(fā)，充分表明宏程序?qū)τ诖祟惲慵木幊绦视酗@著的提高。宏程序編程開發(fā)中最為關(guān)鍵的問題是變量的選擇，變量間的相互關(guān)系，找出加工對(duì)象的結(jié)構(gòu)的規(guī)律性，恰當(dāng)選擇變量，通過函數(shù)、表達(dá)式對(duì)刀具軌跡進(jìn)行描述，實(shí)現(xiàn)循環(huán)進(jìn)給，就能開發(fā)出所需要的功能，從而提高生產(chǎn)效率。

[1] 藺小軍，單晨偉，史耀耀.螺紋數(shù)控銑削加工技術(shù)研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2010(10)：20-23.

[2] 陳洪濤.數(shù)控加工工藝與編程[M].北京：高等教育出版社，2003.

[3] 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

Development of NC Milling Function for Screw Thread Based on Macro Programming

QIAO Long-yang

(YangjiangVocationgalandTechnicalCollege，YangjiangGuangdong529500，China)

Through analyzing the structure of screw thread and the principle of screw thread milling, a method of screw thread milling is summarized by the application of macro program variables. The application of Macro program used to mill screw thread can solve the problem of reprogramming for different size screw thread. It has the advantages of high efficiency, high precision, high flexibility, etc.

screw thread milling；macro program；variables

2013-11-18

2013年廣東省高職教育機(jī)械制造類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)教學(xué)改革項(xiàng)目，基于工作過程開發(fā)課程《數(shù)控編程與操作》項(xiàng)目化教學(xué)內(nèi)容(編號(hào)：JZ201304B)

喬龍陽(1983-)，男，安徽阜南人，工程師，研究方向：數(shù)控技術(shù)。

TG62

A

1007-4414(2014)01-0181-03