宏程序在数控车削加工中的应用研究

宏程序在数控车削加工中的应用研究

王效安王锐

王效安王锐（寿光市技工学校山东潍坊262702）

摘要：在数控加工中，宏程序是解决一些复杂零件编程的有效途径，弥补了数控程序指令功能的局限性，本文就此通过在数控车床上加工螺纹来分析宏程序的应用技巧。由于大螺距螺纹在正常加工的情况下会因为切削力过大而导致震动,甚至扎刀的现象，如果利用数控系统的宏程序功能,可针对螺纹切削工艺路线的缺点,采用左右进刀法工艺路线切削螺纹,就可以避免以上的缺陷。

关键词：数控车床宏程序螺纹加工加工方法变量设置

螺纹加工是数控车床工必须掌握的一个重要课题。很多教材一般只给出了螺纹加工的指令及其参数的含义，对于如何运用螺纹加工指令加工出符合精度要求的不同种类的螺纹没有涉及，下面就螺纹编程教学中特别是大螺距螺纹精加工中应用宏程序的方法谈谈笔者的一些看法。

一、加工螺纹的一般方法

目前大多数的数控车床系统中，螺纹切削一般有两种加工方法：直进式切削法和斜进式切削法。下面以FANUC0i-TB为例说明：

1.直进式螺纹车削指令和方法

（1）属于直进式车削螺纹的指令有G32、G92。两个编程指令的不同是：G32是独立螺纹加工指令，每次切削都需要退刀、返回、进刀才能形成重复加工；G92是单一型螺纹加工循环，不需要重复编写程序指令，只需改变X方向的量。两个编程指令相同的是：G32、G92编程切削深度分配方式一般为常量值，双刃切削，其每次切削深度一般由编程人员编程给出。

（2）直进式切削方法。车削螺纹时，螺纹刀刀尖及两侧刀刃同时参加切削，每次进刀只作径向进给，随着螺纹深度的增加，进刀量相应减小，否则容易产生“扎刀”现象。直进法切削力比较大，而且排削困难，因此在切削时，两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差；但是其加工的牙形精度较高，因此一般多用于螺距小于2mm和脆性材料的螺纹车削。由于刀刃容易磨损，因此加工中要勤测量。

2.斜进式切削指令和方法

（1）斜进式切削指令采用G76指令，G76为复合型螺纹加工循环，由两个程序段组成，其切削深度由控制系统来计算给出，不需要用户来制定。

（2）斜进式切削方法，螺纹车刀沿着牙型一侧平行的方向斜向进刀，直至牙底。斜进法加工螺纹始终为单侧刃加工，加工刀刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。但由于其为单侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易，并且切削深度为递减式，因此，此加工方法一般适用于大螺距螺纹加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工况较好，在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为容易。

在加工较高精度（精度为H6以上、粗糙度为Ra1.6，视为较小时）大螺距螺纹时，单独使用上述两种螺纹加工方法都不能完成。

二、宏程序在螺纹加工中的应用

由于在加工螺纹时使用G76加工使程序简单，而G92或G32使精度较高，因此可采用两种编程加工方法结合完成，即先用G76加工方法进行粗车工，然后用G92或G32加工方法精车工。为了适应不同类型的螺纹精加工，可采用宏程序调用的方法进行螺纹精加工，下面以大螺距普通直螺纹为例说明：

1.计算螺纹精加工的起点。使用G92、G32进行精加工时要注意的是粗加工和精加工的起刀点要相同，以防止螺纹乱牙的产生。为保证螺纹加工精度，用G76粗加工之后X向留有0.2～0.3mm的精加工余量，用G92编程时的起点与G76起点的偏移量为：ΔZ=（0.65P-0.2）TAN（α/2）（P为螺距，α为牙型角，0.2为精加工余量）。

2.精加工螺纹的方法。为达到H6精度以上、粗糙度小于1.6的螺纹精加工，选用高速钢车刀，主轴转速为Vc=5～8m/min、切削深度为0.05mm的低速左右切削，径向切削深度小于0.03mm时采用轴向进刀方式，走刀次数不小于3次。

3.螺纹精加工的程序（部分）。以下是用G32进行编程：

O0001；

#14=D或d（D或d为螺纹公称直径）；

#1=P（P为导程）；

#2=#14-2*0.65*P（#2为螺纹小径，直径值）；

#3=0.1（为精加工切削每刀吃刀深度，直径值）；

#4=#2+0.03（最小加工余量）；

#5=L（螺纹长度）；

#6=2*0.65*P+1（退刀距离）；

G00X**Z**G99S**M03（X**Z**螺纹切削起点坐标，S**主轴转速）；

#7=#2+0.2（0.2为精加工余量）；

N100IF[#7LE#4]GOTO500（判断，如果#7小于等于#4，就执行N500程序段）；

#7=#2+0.2-#3；

G00X#7W-0.05（向左偏移0.05mm）；

G32W-#5F#1（车螺纹）；

G00U#6（X向退刀）；

G00W#5（Z向退刀）；

G00W0.05（螺纹切削起刀点）；

IF[#7LE#4]GOTO500；

M98P17000；

IF[#7GT#4]GOTO100；

N500M98P38000；

G00x**Z**（程序起点位置）；

M05；

M30；

O7000；（右切削）；

#7=#2+0.2-#3；

G00X#7W0.05；

G32W-#5F#1；

G00U#6（X向退刀）；

G00W#5（Z向退刀）；

G00W-0.05（螺纹切削起刀点）；

M99；

O8000；（最后修光）；

G00X#2；

G32W-#5F#1；

G00U#6（X向退刀）；

G00W#5（Z向退刀）；

M99；

M30；

这个程序的目的是把螺纹的精加工阶段分为左右切削，最后还有0.03mm余量时用子程序O8000采用直进法进行加工。

4.应用。上述宏程序经过适当的修改可用G92代替G32,也可应用于锥螺纹、梯形螺纹及蜗杆的加工。

参考文献

1.顾雪艳等编著机械工业出版社.数控机床编程与操作。

2.陈亚岗范为军江苏盐城技师学院数控系.数控机床结构编程与操作。