基于手工操作模式攻丝宏程序的编制

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1、基于手工操作模式攻丝宏程序的编制　　摘要：在机械加工中，用丝锥攻螺纹经常遇到断丝锥的问题。导致这一问题的原因之一是在攻丝过程中，不及时断屑、排屑，丝锥受到的扭矩剧增造成丝锥扭断。采用fanuc宏程序编制基于手工操作模式攻丝程序，可避免丝锥扭断。　　关键词：攻丝断屑丝锥扭矩攻丝指令宏程序　　一、丝锥攻丝扭断常见原因分析　　造成丝锥攻丝扭断的原因很多，主要有以下几种。　　1.与所选丝锥相关　　（1）丝锥材质选择不正确。如加工硬度较大的工件，要选择含钴量较大的高速钢丝锥、硬质合金丝锥甚至涂层丝锥。　　（2）加工的丝锥的几何角度不合

2、适。排屑方向的问题以及前角、后角的问题，都会影响排屑以及切削力的大小。　　2.与加工工艺相关　　（1）孔底尺寸不合要求。孔底尺寸的计算不难，但必须保证实际打出的孔底尺寸符合要求。若孔底尺寸偏小，势必造成切削力陡增，这样丝锥扭断风险大增。　　（2）切削液、润滑油选择不合要求。切削液、润滑油一旦出现问题，不仅使加工出的螺纹质量下降，容易出现毛刺等不良情况，而且丝锥的使用寿命也会大大降低。6　　（3）切削用量选择不合理。若采用过低的切削速度、进给量，易造成螺纹精度下降，表面质量下降，易产生毛刺。若采用过大的切削用量，则易造成丝锥扭

3、断。攻丝切削速度，一般钢料为6～12m/min，调质钢或较硬的钢料为5～10m/min，不锈钢为2～6m/min，铸铁为8～10m/min。　　3.与操作相关　　加工盲孔螺纹时，孔底进给速度应小些，若未按工艺要求加工，则容易造成丝锥攻丝扭断。　　二、丝锥攻丝过程中扭矩变化规律　　1.在攻入过程中　　若丝锥在攻丝过程中扭断，必定是丝锥受到的扭矩大于其允许的最大扭矩。在攻读过程中如何使丝锥受到的扭矩减小成为解决问题的关键。丝锥结构具有一定的特殊性，其扭矩变化也有一定规律。　　图1　　由图1可知，在攻丝进入阶段直到导向部分进入，扭

4、矩逐渐增大到峰值扭矩，要减小丝锥扭断的风险，则要控制一次进入的深度，及时回退，同时断屑、排屑，这样有利于减小扭矩进一步增大的风险。　　2.在回退过程中　　丝锥可以分为无后角和有后角两类。在回退中，由于切屑的存在，丝锥都会有一次扭矩冲击值，但有后角的丝锥，丝锥切削刃受到切屑的挤压，严重时使丝锥崩牙或断裂。故在有回退模式的攻丝中，应该优先选择无后角丝锥，减小在回退过程中丝锥崩牙或断裂的风险。其一次冲击值的大小与被加工材料、丝锥切削刃几何角度等因素有关。6　　三、数控铣或加工中心的螺纹加工固定循环G74（左旋螺纹加工）、G84右旋

5、螺纹加工的工作过程及其特点　　以FANUC-0imate?MD为例，其工作过程如图2。　　图2　　格式：G84X_Y_Z_R_P_F_K_；可知利用G84攻螺纹时，从R点到Z点主轴正转，并且在不断攻丝的过程中，在孔底暂停后，主轴开始反转，然后退回R面（G99）或者初始平面（G98），主轴又恢复正转。指令里的P、K分别指孔底暂停时间和孔加工重复次数。可见，该指令一次性将螺纹攻出，而不具备回退功能，实际加工中很容易造成丝锥扭断。而G74指令，只是主轴的转向与G84不同，攻入的时候是反转，退出的时候是正转，其余都一样。　　四、利用

6、宏程序编写模拟人工操作加工程序（右旋螺纹）　　1.正确认识柔性攻丝的不足　　攻丝有刚性攻丝和柔性攻丝两类。刚性攻丝在主轴上安装了位置编码器，让主轴的旋转和Z轴的进给形成互动、反馈的同步关系，这样就可以确保主轴转角和Z轴进给形成线性关系，攻丝精度高、效率高，是攻丝的理想选择。但是这一切除需要必要的硬件来支持外，梯形图控制程序的设计、调试也是相当复杂的。在刚性攻丝有困难的情况下，采用柔性攻丝是不二选择。　　柔性攻丝的不足也是明显的。其通常做法是在加工程序中编入一个主轴转速和正、反转指令，然后再编入G84/G74固定循环，在固定循

7、环中给出有关数据，其中Z轴的进给速度是根据“F=丝锥螺距×主轴转速”6得出的，这样才能加工出需要的螺孔来。虽然从表面上看，主轴转速与进给速度是根据螺距配合运行的，但是主轴的转动角度是不受控的，而且主轴的角度位置与Z轴的进给没有任何同步关系，仅仅依靠恒定的主轴转速与进给速度的配合显然是不够的。因为主轴的转速在攻丝的过程中需要经历一个“正转-停止-反转-停止-正转”的复杂过程，主轴要经历“加速-制动-加速-制动-加速”的过程，另外，在切削过程中由于工件材质的不均匀，主轴负载波动，都会使主轴速度不可能恒定不变。对于进给方向Z轴，它

8、的进给速度和主轴也是相似的，速度不会恒定，所以两者不可能配合得天衣无缝。当采用这种方式攻丝时，必须配用带有弹簧伸缩装置的夹头，用它来补偿Z轴进给与主轴转角运动产生的螺距误差。　　仔细观察上述攻丝过程，就会看到：当攻丝到底，Z轴停止了而主轴没有立即停住（惯性作用的结果），攻丝弹簧夹头被压缩一