宏程序实现变螺距螺杆车削的应用与分析.pdf

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1、精密制造与自动化2011年第2期宏程序实现变螺距螺杆车削的应用与分析徐德灼(广州数控设备有限公司广州I510760)摘要介绍了在经济型数控车床上利用宏程序加工变螺距螺杆的应用实例，并对其加工原理、加工技巧以及宏程序计算过程进行了详细分析。根据螺杆特点，分析了相邻的两导程增量不一致的原因并提出了对螺纹突起宽度的具体要求，优化了实现变螺距螺纹车削的加工宏程序。对于现有变螺距螺纹车削指令只能加工等增量的变螺距螺纹，若遇到螺杆所要求的导程增量不相等，且各螺纹突起宽度都有具体要求时可以提供借鉴。关键词数控车床宏程序变螺距螺杆目前机械工业以及其它行业用到的零件种类

2、进行螺杆设计时，一般会考虑应力集中因越来越多，形状千奇百怪，加工难度之大，让传统素，将各螺旋槽根部进行倒圆角处理，但由于本文的普通机床以及经济型数控机床都受到严峻挑主要研究变距螺纹的加工原理与方法，故暂不予考虑。战，无论是加工方法还是加工效率方面都存在明显的不足。变螺距螺纹车削指令G34只能加工等增量2加工前分析与准备的变螺距螺纹，但若螺杆所要求的导程增量不相2．1模型分析等，且各螺纹突起宽度都有具体要求时，该指令就图1所示的变距螺杆模型，两相邻导程问的差显得爱莫能助了。针对这一难题，本文将选用一台值均不相等，另外需要保证所有螺纹段的突起宽度配备GSK

3、98OTDa系统的经济型数控车床为例，采相等，均为5mm，而螺旋槽宽度不等。用宏程序加工此类螺杆，并详细分析其加工原理与第一段螺纹导程为l2mm，螺纹有效长度为加工宏程序。361Tfn。第二段螺纹导程为20mm，螺纹有效长度为1零件形状60ITUTI，相对前一导程增量为8mm。一个常用的螺杆形状如图1所示，螺纹截面形第二段螺纹导程为26mm，螺纹有效长度为状如图2所示，要求按图纸中的尺寸将其加工出来。64mm，相对前一导程增量为6mm。模型选用材料为PVC塑料。2．2螺纹分度原理无论恒螺距螺纹还是变螺距螺纹，其形成原理正]●一都一样，均建立在螺旋线原理

4、上：工件旋转一周的00同时，螺旋线所经过的直线位移即为一个导程的距BB离，也即说当工件每转过1／n周的时候，螺旋线的『1．曼r歪一j1一r。5l旷IL●一．直线位移将等于相应螺纹导程的1／n，若以表示]一直l2导程，mm；则该位移为，mm。如：工件从0。6036160转到90。的同时，其螺旋线经过的直线位移等于图1变螺距螺杆模型F／4mm。因此，通过计算工件各螺纹段螺旋线的角位移，即可准确算出各螺纹段螺旋线相应的直线位移，也即在螺纹插补过程中，刀具所移动的直线距离。2．3数控车床螺纹成型原理数控车床螺纹加工是基于主轴编码器应用上图2螺纹截面形状的，由于

5、不具旋转轴，不能像加工中心或车铣复合36徐德灼宏程序实现变螺距螺杆车削的应用与分析中心那样实现准确角度定位，不能使用旋转轴与直1／5=0．2，即修正次数为1次。线轴联动插补螺纹，因此利用了主轴编码器的z信3．3．2各螺纹槽宽修正次数号，也即一转信号，作为螺纹切削起点，通过编码计算所得结果若为小数，对该结果上取整处器计算主轴转数，根据主轴转速与螺纹导程F求理：其乘积作为直线轴的进给速度，形成随动系统，使，I2螺纹段：0／5=0，即修正次数为0次。刀具移动，在工件上切削出螺旋线，也即螺纹。o螺纹段：8／5=1．6，即修正次数为2次。2．4宏程序特点与编写6

6、螺纹段：14／5=2．8，即修正次数为3次。宏程序，类似于高级语言，可以实现变量赋此处需要注意的是，螺纹槽宽修正增量必须小值、数学运算、逻辑判断及循环控制，利于编制特于刀具切削刃宽度。殊零件的加工程序，减少手工编程时进行繁琐的数3．4计算各螺纹终点修正量值计算，精简用户程序。本文使用宏程序目的即在按照螺纹分度原理以及实验数据分析，推算出于解决人手计算螺纹角位移与直线位移过程中的复来以下公式：杂运算，减小出错机会，提高程序通用性。宏程序一般分为A，B两类，因A类宏程序的f+益一益1×360：×360(1)可读性较差，本文最终确定选择语句式的B类宏程+／J

7、序。至于A，B类宏程序的具体区别与注意事项请经化简后可省去角度计算过程，而直接算出各翻阅相关使用手册，在此不作详细介绍。螺纹终点的修正量，化简后如下：2．5刀具选择与坐标系确定：!二兰(2)本模型为矩形螺纹，故选择矩形切槽刀，刀刃+一宽度暂选6InlTl，槽宽修正增量5mm。由于本文所选实验机床使用前刀架，故采用左刀尖进行对：第n螺纹段的槽宽修正长度，mm。刀，工件右端面设为Z0，轴线设为。：第螺纹段的导程，mm。实际切削时需要根据螺纹升角来合理选择刀：第螺纹段终点修正长度，用于改变第n+l具角度，在此不作详细分析。螺纹切削起始点，him。第n+l螺纹

8、段的导程，toni。3数据计算1：第n+l螺纹段的槽宽修正长度，rnm。3．1计算各螺纹段相对