圆弧面蜗杆数控车削加工的宏程序实现

【作者简介】　宾立（1989—），男，本科，研究方向：数控技术。

基于宏指令进行圆弧螺纹的数控车削加工宾　立　罗　洲（湖南三一工业职业技术学院，湖南　长沙　410129）摘　要：圆弧螺纹在普通车床上加工劳动强度大，加工效率低且不易控制尺寸精度，且经常出现废品。

如何高效的用手工编程加工出精密的圆弧螺杆，该问题一直没有完美地解决。

用数车的方法加工圆弧螺杆，提高了效率和加工质量，自然也增加效益，本文着重介绍圆弧螺杆的数控车削方法。

关键词：圆弧螺杆；数控车削；加工效益随着机械行业的发展，对产品功能要求的不断提高，对一些零件的机械结构也提出了更高的要求，其中具有代表性的就是圆弧螺纹。

圆弧螺杆主要应用于航空传输机械、塑料挤压机械、罐装饮料和工程机械等方面都有体现。

本文以下图（图1）为例，对该螺纹的数控车削工艺、参数及编程进行分析。

图1　圆弧螺杆一、螺杆结构数控车床主要加工轴类零件，主要涉及内/外圆表面、圆弧、锥度、螺纹、断面槽等。

圆弧螺杆对编程的要求高，需要批量加工时必须要用参数化编程才能保证效率和质量。

（一）结构特点（如图2所示）由图可知该零件上的圆弧螺纹螺距为6，圆弧半径为R1.5，牙高为1.5，通过分析需要用强力切槽刀进行车削加工。

图2　圆弧螺纹结构（二）螺杆的成型加工圆弧螺杆，需要计算主轴每分钟转速，刀具的Z向定位点一致，利用机夹式数控切刀对螺旋线进行开粗，然后根据图纸精度要求选择合适的精车刀具。

加工圆弧螺杆前，要做好充分准备，包括程序校验、机床仿真、刀具装夹等，做到方方面面考虑周全，才能加工出漂亮的圆弧螺杆。

二、工艺分析在此，仅分析零件中圆弧螺纹部分的车削工艺、装夹与编制程序。

（一）零件的装夹为了达到加工要求，防止工件振动影响加工质量，所以事先准备一根螺纹心轴，与图纸中M27X1.5的内螺纹配合，注意螺纹一定要旋合到位。

三爪自定心卡盘夹装定位，具体装夹如图3所示。

图3　零件的装夹（二）加工方法在车削的实际过程中，由于加工深度不断变化，切刀的两个刃与圆弧螺纹两侧的接触面会逐渐增大，加工越困难，轻则会产生振刀，增加切刀的磨损，重则出现崩刃、扎刀、断刀的危险，导致零件报废。

圆弧面蜗杆数控车削加工的宏程序
提供思路与程序,螺纹参数程序后面会有说明
就不详解了：
程序如下：
O0001T0101
G90G0X60Z5S100M03
#3=－22．5；弧面圆心Z
#4=170；弧面圆心X
#6=0；切深初值
#7=68．5－63；圆弧刀总切深
WHILE#6LE#7DO1；切深分层循环
#5=63+#6；圆弧半径
#1=－［90－25．46］*PI/180；起始角
#2=－［90+25．46］*PI/180；终止角
#10=10*#5/67．5；当前弧面的螺距
G1X［#4+2*#5*SIN［#1］］Z［#3+#5*COS［#1］］F30；到起始位置
WHILE#1GE#2DO2；圆弧小角度分割
G32X［#4+2*#5*SIN［#1］］Z［#3+#5*COS［#1］］F［#10］；小线段车螺纹#1=#1－0．1；角度递变
ENDW2
G0X60F50G0Z5
#6=#6+0．08；切深递变
ENDW1
G0X100．Z100．
M05
M30
加工时，圆弧车刀以圆弧中心为刀位点对刀，其最终切深按两侧齿廓线以刀尖圆弧半径倒圆后的圆心位置来确定，圆弧段螺纹车制的起始和终止角度可按超出有效毛坯外的第一个齿槽位置求算。

采用圆弧车刀预切结束的同时也完成了齿底的加工，仅剩两侧齿廓留余量。

由于刀具采用直进直出的运动，弧面蜗杆有效齿廓线的两侧不允许有倒卷，否则会产生刀具干涉，即弧面蜗杆的弧面半径和有效区段的弧心角应受到一定的限制。

由浅入深宏程序1-宏程序入门基础之销轴加工对于没有接触过宏程序人，觉得它很神秘，其实很简单，只要掌握了各类系统宏程序的基本格式，应用指令代码，以及宏程序编程的基本思路即可。

对于初学者，尤其是要精读几个有代表性的宏程序，在此基础上进行模仿，从而能够以此类推，达到独立编制宏程序的目的。

本教程将分步由浅入深的将宏程序讲解给大家，作者水平有限，也希望各位同仁提供更好的思路。

下面大家先看一个简单的车床的程序，图纸如下：要求用外圆刀切削一个短轴，这里只列举程序的前几步：O0001T0101；M3S800；G0X82Z5；G0X76；G1Z-40F0.2；X82；G0Z5；G0X72；G1Z-40F0.2；X82；G0Z5；G0X68；G1Z-40F0.2；X82；G0Z5；G0X68；G1Z-40F0.2；X82；G0Z5；........G0X40；G1Z-40F0.2；X82；G0Z5；G0X150Z150；M5；M30；从上面程序可以看出，每次切削所用程序都只是切削直径X有变化，其他程序代码未变。

因此可以将一个变量赋给X，而在每次切削完之后，将其改变为下次切削所用直径即可。

T0101；M3S800；G0X82Z5；#1=76；赋初始值，即第一次切削直径N10 G0X[#1] ；将变量赋给X，则X方向进刀的直径则为#1变量中实际存储值。

N10是程序G1Z-40F0.2；段的编号，用来标识本段，为后面循环跳转所用。

X82；G0Z5；#1=#1-4；每行切深为2mm，直径方向递减4mmIF [#1GE40] GOTO 10如果#1 >= 40，即此表达式满足条件，则程序跳转到N10继续执行。

G0X150Z150；当不满足#1 >= 40，即#1<40，则跳过循环判断语句，由此句继续向后执行。

M5；M30；由浅入深宏程序2-宏程序之销轴粗精加工本篇文章利用宏程序简单模仿数控系统的外圆车削循环功能。

数控车床宏程序FANUC数控车第一章编程代码————-———-——--——--—-—-—--—--—-—-—-———————————-—————-——-—---1 1．准备功能G-——-———-----————-—--————--————————-——-———-—-—---——--——-—-———1 2．辅助功能M—————-—---———-—--——-———-—-——————-——-————-—————-—--——————--—6第二章用户宏程序—————--—--——-————----———-—--——————--——-—--—-——————--———71。

运算符号—-—-————-——————--———-—-—-——————-——-—-—————-—--—-—--———--—-—--—-7 2．转移和循环——--—-———-————--——----—----————————-———-—--——-——-—-———-————73．运算指令-—--—-—————---————-————--———--———-———-——————--—--—-——---———--—8第三章宏程序编程————-—-———-—————-—--——-—--—--——-—-——-——-—-————-——--—--111．车V型圆锥—-——-—-—-—-—————-—-——-—————-—--—-——-————-—-—--—-—-----——-112．车U圆弧—---——-—----——-—————-——---————-——-————--——-——----———————--——-123．方程曲线车削加工—-——--—-—--—-—---—-————-——-——-——--—--—-—-————-———135．车梯形螺纹36×6—-————-————-——-—————————-—-——--—————————-———--—-——14 6．蜗杆-—----—-——-———--——————-———----—-————————-——-——-—-—-—-————-—----——-—15 7．加工多件——-—---——-—-—--———--—-————————-—-—--———-—————-———--—--———-———-17第四章自动编程-——---———--——-———-—-———--——--—-——-——-———---—----———--—---———-——211．UG建模---——-———————---————————-—-———--—————--————--—-——--——-—————-——-—-———21 2．创建几何体-—————-—---—---—————---—---——-——-————--———————————-—-——---——-———24附录—-———-—-——--———-——————-—---—-———————-———--—-----—-————--—————-———-——---——-29第一章编程代码1．准备功能G00快速定位 G01直线插补 G02顺弧插补G03逆弧插补 G04暂停G9，G60，G64准确/连续停G20英制输入 G21米制输入 G40取消刀具补偿G41建立左刀具补偿 G42建立右刀具补偿G50坐标设定/主轴最高速设定G70精车循环格式： G70 P(ns） Q（nf）ns: 精加工形状程序的第一个段号。