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Ｂ类宏程序加工梯形螺纹的方法和技巧
一、Ｂ类宏程序在数控编程中的重要性
在数控车削加工中，普通轴类零件的轮廓形状都可以
利用Ｇ功能指令来完成加工。但异形曲线和大螺距螺纹大大
增加了零件的加工难度，Ｇ指令编程不好实现这类零件的有
效加工。例如梯形螺纹较之三角螺纹，螺距和牙型都大，
而且精度高，牙型两侧表面粗糙度值较小，这样梯形螺纹
车削时，吃刀深、走刀快、切削余量大、切削抗力大，导 致梯形螺纹的车削加工难度较大。与宏程序相比，一般程
序的程序字为常量，一个程序只能描述一个几何形状，所
以缺乏灵活性和适用性。而用户宏程序本体中可以使用变
量进行编程，还可以用宏指令对这些变量进行赋值、运算
等处理，从而可以使用宏程序执行一些有规律变化的动
作。与Ａ类宏程序相似，Ｂ类宏程序的变量也是由“＃”符 号和１至３位数字构成；但Ｂ类宏程序的数学运算可直接用数
学符号完成，而不需采用Ｇ６５语句，有效地提高了零件的编
程灵活性和加工效率。因此，使用Ｂ类宏程序加工有梯形螺
纹的零件，对提高数控编程的效率是非常重要的。
＝、球头梯形螺纹零件加工工艺分析
１．球头梯形螺纹零件分析
如图ｌ所示，球头梯形螺纹轴由球面、曲面、退刀槽和
梯形螺纹构成，其螺距为６ｍｍ，加工精度要求较高，球面和
曲面加工简单。在ＦＡＮＵＣ Ｏｉ数控系统机床上加工时，利用 Ｇ７３复合固定循环就可以进行有效加工，但由于梯形螺纹螺
距较大和加工精度较高，致使梯形螺纹车削时，吃刀深、
４ Ｃ３
卜
４
图１球头梯形螺纹轴 文／陈未峰
切削余量大、切削抗力大， 车削加工难度较大。利用普通Ｇ功能指令无法高质量、有
效地完成该零件的加工，需利用Ｂ类宏程序进行切削加工。
２．计算相关尺寸，并查衰确定公差
该零件上梯形外螺纹为Ｔｒ３６×６，螺距为６ｍｍ，公制梯
形螺纹的牙型角为３０。，梯形螺纹的牙型如图２所示，各基
本尺寸计算结果如下：
如何用宏程序编程车削梯形螺纹的方法
梯形螺纹较之三角螺纹，其螺距和牙型都大，而且精度高，牙型两侧面表面粗糙度值较小，致使梯形螺纹车削时，吃刀深、走刀快、切削余量大、切削抗力大，这就导致了梯形螺纹的车削加工难度较大。
参考程序
①编程分析
用宏程序编程时变量的设置是核心内容，一是要变量尽可能少，避免影响数控系统计算速度，二是便于构成循环。经过分析本例中要4个变量，#1为刀头到牙槽底的距离，初始值为5.5mm，#2为背吃刀量（半径值），#3为（牙槽底宽—刀头宽度）/2，#4为每次切削螺纹终点X坐标。
本例中编程关键技术是要利用宏程序实现分层切削和左右移刀切削。利用G92螺纹加工循环指令功能，左右移刀切削只需将切削的起点相应移动0.268*[#1-#2]+#3（右移刀切削）或者-0.268*[#1-#2]-#3（左移刀切削）就可以实现。分层切削的实现通过#1和#2变量实现，每层加工三刀后，让#1=#1-#2实现进刀，而在每层中螺纹的X坐标不变，始终为#4=69.0+2*[#1-#2]。
②参考程序
参考程序注释
O0001；程序号
N10 T0101；换01号刀具，调用01号偏置值
N20 M08；打开切削液
N30 M03 S180；主轴正转，转速为180r/min
N40 G00 X90.0 Z10.0；刀具快速移动到点（90，10）
N50 #1=5.5；#1为刀头到牙槽底的距离，初始值为5.5mm
N60 #2=0.2；#2为背吃刀量（半径值）
N70 #3=/2；#3为（牙槽底宽—刀头宽度）/2
N80 WHILE[#1GE0.2]DO1；当#1≥0.2，执行循环1，底部留0.2mm的精车余量
N90 #4=69.0+2*[#1-#2]；#4为每次切削螺纹终点X坐标
N100 G00 Z5.0；移动到直进刀切削的循环起点
N110 G92 X#4 Z-286.0 F10.0；直进刀车削螺纹
如何应用宏程序车削变螺距螺纹
作者： 刘袁斌
来源：《成才之路》 2012年第24期
江苏 昆山 ●刘袁斌
在机械制造业中，用数控车床车削螺纹是常见的加工方法之一。螺纹根据其螺距不同可分为等螺距螺纹与变螺距螺纹两类：等螺距螺纹的加工比较简单；变螺距螺纹因螺距值不是固定的，而是沿轴线方向逐渐变化的，因此它的加工比较复杂。本文通过具体实例程序，来讲解如何利用宏程序车削牙变槽不变与槽变牙不变两种不同的结构形式变螺距螺纹。
一、FANUC 0imate-TC系统变螺距螺纹加工指令
1. 指令格式
G34 X_____
Z_____ F_____ K____ *
2. 说明
（1）X、Z为绝对值编程时，有效螺纹终点在工件坐标系中的坐标。（2）指令中用F为所加工变螺距螺纹的初始螺距。（3）K值为主轴每转过一圈时，螺距的增量或减量。（4）如图1牙变槽不变螺纹图例所示，工件上第一牙距为4，并且K=1，则起刀点到工件端面距离应为3；并且螺纹自起刀点开始，螺距是连续均匀增减的，所以起刀点螺距F应为2.5，到工件端面螺距F为3.5，二者之和除以2，正好为自起刀点开始的第一段螺距3。
二、牙变槽不变
螺纹在车削过程中，由于切削深度不断加大，刀具与牙侧的接触面越来越大，切削力也越来越大，很容易引起刀具或工件的损坏。因此，在螺纹加工时一定要采用分层车削法，并且每一层的切削深度不断减少，从而降低切削力，顺利完成螺纹加工。牙变槽不变的变螺距螺纹车削程序就是采用这种原理编写。
O 0321 *
G21 G40 G97 G99 T0100 *
T0101 *（螺纹刀）
S300 M03 *
G00 X28 Z3 * 螺纹自起刀点第一段螺距F=2.5+0.5=3,所以切削起点距端面3mm
・ ｌ８２ ・ 机械工程与自动化 ２０１２年第ｌ期
２．２ Ｇ９２螺纹切削循环指令
使用Ｇ９２螺纹切削循环指令，可以理解为把Ｇ３２的 螺纹加工４步合成一步完成，大大简化了程序，缩短了
加工时间，但是相对于宏程序还是显得比较繁琐。
２．３ Ｇ７６螺纹切削复合循环
采用Ｇ７６切削螺纹，只要给出相应的螺纹参数，
只用两个程序段就可以自动完成螺纹粗、精多次加
工。但是在切削过程中，进给量的大小不好控制。
２．４采用宏程序编程 采用宏程序编程进行螺纹加工可以大大提高加工
效率。以图３为例，采用ＦＡＮＵＣ ０Ｉ系统进行编程， 相对于其他Ｇ功能指令程序不仅可以提高加工效率，
而且也保证了加工精度。
圈３加工螺纹图 使用宏程序加工螺纹的程序如下：
００００１； Ｎ１ Ｇ００ Ｘ１５Ｏ ｚ１５０；（Ｇ５４建立坐标系） Ｎ２ Ｍ０３￥４００ Ｔ０１０１｝（主轴正转低速１号刀为螺纹刀） Ｎ３ Ｇ００ Ｘ４８ Ｚ１０Ｉ（快速定位） Ｎ４ Ｇ６５ ＨＯ］Ｐ＃２００ Ｑ１０５４（９４０＋１１４）｛（定义宏程序变量赋值） Ｎ５ Ｇ６５ Ｈ０１ Ｐ＃２０ｌ Ｑ９４；（变量赋值） Ｎ６ Ｇ６５ Ｈ０３ Ｐ＃２００ Ｑ＃２００ Ｒ＃２０１；（变量赋值计算） Ｎ７ Ｇ００ Ｘ Ｕ一０．７；（Ｘ向进刀） Ｎ８ Ｇ９２ Ｕ一１２ ｚ一６０ Ｆ６ｌ（螺纹切削） Ｎ９ Ｇ００ Ｗ＃２００；（Ｚ向偏移） Ｎ１０ Ｇ９２ Ｕ一１２ ｚ一６０ Ｆ６Ｉ（螺纹切削） Ｎ１１ Ｇ００ ｗ一＃２００；（Ｚ负向偏移回到起点） Ｎ１２ ＧＯＯ Ｗ一＃２００； Ｎ１３ Ｇ９２ Ｕ一１２ Ｚ一６０ Ｆ６ｌ（螺纹切削） ＮＩ４ Ｇ００ Ｗ＃２００，（ｚ负向偏移回到起点） ＮＩ５ Ｇ６５ Ｈ８５ Ｐ６０ Ｑ＃２００ Ｒ０．１１４；（转移） Ｎ１６ ＧＯＯ Ｗ一０．１１４； Ｎ１７ Ｇ９２ Ｕ一１２ Ｚ一６Ｏ Ｆ６ｌ Ｎ１８ Ｇｏｏ Ｘ１５０ Ｚ１５ｏ｝（回起点） Ｎ１９ Ｍ０５ｌ（主轴停止） Ｎ２０ Ｍ３０，（程序结束回程序起点） ３结语
