数控车床圆弧面螺纹车削研究与程序开发.pdf

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1、２０１６年１月机床与液压Ｊａｎ?２０１６第４４卷第２期ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＶｏｌ?４４Ｎｏ?２ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ?ｉｓｓｎ?１００１－３８８１?２０１６?０２?０１５数控车床圆弧面螺纹车削研究与程序开发１１１２彭美武，西庆坤，苟建峰，钟成明（１?四川工程职业技术学院机电工程系，四川德阳６１８０００；２?东方汽轮机有限公司，四川德阳６１８０００）摘要：在车削直螺纹或锥螺纹功能基础上，提出了采用小线段螺纹插补实现圆弧面上螺纹车削的思想。为了求出逼近小线段坐标，采用几何算法对圆弧的圆心进行计算，确定加工圆弧的起始角和终止角，然后通过坐标变换

2、得到逼近小线段点相对工件原点的坐标。最后结合ＳＩＮＵＭＥＲＩＫ数控系统的Ｒ参数功能，实现了圆弧面螺纹车削的数控程序开发。关键词：圆弧面；螺纹插补；逼近；几何算法；Ｒ参数中图分类号：ＴＨ⁃３９文献标志码：Ｂ文章编号：１００１－３８８１（２０１６）２－０４８－４ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＰｒｏｇｒａｍＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｆｏｒｔｈｅＴｕｒｎｉｎｇｏｆＡｒｃＳｕｒｆａｃｅＴｈｒｅａｄｉｎＣＮＣＬａｔｈｅ１１１２ＰＥＮＧＭｅｉｗｕ，ＸＩＱｉｎｇｋｕｎ，ＧＯＵＪｉａｎｆｅｎｇ，ＺＨＯＮＧＣｈｅｎｇｍｉｎｇ（１?ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ，

3、ＳｉｃｈｕａｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，ＤｅｙａｎｇＳｉｃｈｕａｎ６１８０００，Ｃｈｉｎａ；２?ＤｏｎｇｆａｎｇＴｕｒｂｉｎｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＤｅｙａｎｇＳｉｃｈｕａｎ６１８０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｔｕｒｎｉｎｇｏｆｓｔｒａｉｇｈｔｔｈｒｅａｄｓａｎｄｔａｐｅｒｔｈｒｅａｄｓ，ａｃｏｎｃｅｐｔｔｈａｔｔｈｅｓｃｒｅｗｔｈｒｅａｄｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｌｉｔｔｌｅｌｉｎｅｓｅｇｍｅｎｔｓｗａｓｕｓｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｕｒｎｉｎｇｏｆｔｈｅａｒｃｓｕｒｆａｃｅｔｈｒｅａｄｗ

4、ａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｏｆｔｈｅｌｉｔｔｌｅｌｉｎｅａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎｐｏｉｎｔ，ｔｈｅｃｅｎｔｅｒｏｆｔｈｅａｒｃｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｓｔａｒｔｉｎｇａｎｇｌｅａｎｄｔｈｅｅｎｄａｎｇｌｅｏｆｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｅｄａｒｃ．Ｔｈｅｎｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｈｅｐａｒｔｏｒｉｇｉｎｆｏｒｔｈｅｌｉｔｔｌｅｌｉｎｅａｒａｐｐ

5、ｒｏｘ⁃ｉｍａｔｉｏｎｐｏｉｎｔｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ．ＦｉｎａｌｌｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇＲｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＳＩＮＵＭＥＲＩＫＣＮＣｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅＣＮＣｐｒｏｇｒａｍｆｏｒｔｈｅｔｕｒｎｉｎｇｏｆｔｈｅａｒｃｓｕｒｆａｃｅｔｈｒｅａｄｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｒｃｓｕｒｆａｃｅ；Ｓｃｒｅｗｔｈｒｅａｄｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ；Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ；Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ；Ｒｐａｒａｍｅｔｅｒ目前，几乎所有数控车床都具有螺纹加工功能及工螺纹时需要的引入段δ、引出段δ长度。以工件１２相应的指令

6、，如ＦＡＮＵＣ数控采用Ｇ３２、Ｇ９２或Ｇ７６右端面中心Ｏ为坐标原点。指令，ＳＩＮＵＭＥＲＩＫ数控系统采用Ｇ３３或ＣＹＣＬＥ９７指令实现螺纹的车削加工，但这些指令主要是直接对直［１－２］螺纹或锥螺纹加工。像一些圆弧面蜗杆类零件，采用车削方式可以明显提高加工效率，但这需要在圆弧面上进行螺纹加工，而直接应用上面的指令是无法实现的，需要复杂的技术处理。因此，为了解决这个难题，方便对各类圆弧面蜗杆类零件进行加工，有必要开发出圆弧面螺纹功能指令，然后只需要调用该指令，并进行简单数学及工艺方面的处理，可以方便地加工出此类零件。下面介绍在ＳＩＮＵＭＥＲＩＫ数控系统中开发此功能的详图

7、１圆弧面螺纹示意图细过程。在逆时针圆弧ＡＢ上加工三角螺纹，一般可将圆１圆弧面螺纹功能开发方案弧ＡＢ细分成若干小的直线段逼近，然后应用Ｇ３３指以常见的加工三角形螺纹为例，如图１所示，在令实现螺纹插补。每走一次循环，Ｘ方向进给一个深逆时针圆弧ＡＢ上加工三角形螺纹，螺距为Ｐ，圆弧度，直到加工到螺纹牙底，也就是从圆弧ＡＢ开始，起点为Ａ，终点为Ｂ，半径为Ｒ。其中弧长ＡＢ包含加加工到圆弧ＣＤ。收稿日期：２０１４－１１－０６基金项目：四川省科技支撑计划（２００８ＧＺ０１４９）；德阳市２０１２年度重点科技计划（科技支撑计划、校市科技合作）项目（２０１２ＺＺ０４０⁃１）作者简介：