用宏程序加工变螺距螺纹
2018-2-16 来源：营口职业技术学院 作者：修铁奇
摘要：介绍如何使用 ＧＳＫ９８０ＴＤＢ系统的数控车床用 Ｂ类宏程序加工牙等槽变距及槽等宽牙变距螺纹的方法和过程，并给出具体加工程序，为加工同类型件提供参考．
关键词：变距螺纹；宏程序；数控加工
在普通车床上加工特殊要求的螺纹是很困难的，并且还有一些螺纹是无法加工的，比如变距螺纹．变距螺纹的螺距呈增量变化，由于普通车床是传动式齿轮传动，因此满足不了加工变距螺纹的要求．随着数控车床的发展，加工范围更加广泛．在数控车床上编程加工普通螺纹相对简单，加工效率高，但对于一些异形螺纹加工也存在一定的难度，主要体现在加工程序的编写．
目前经济型数控机床相对普及，大部分数控系统已经具备了加工变距螺纹的功能，可以缩短零件编程时间，提高生产效率．变螺距螺纹是螺距发生变化，即主轴每转一圈 Ｚ 轴移动一个导程，并且主轴每转一转，刀具移动的螺距是不断增加或减少指定的值，在工件表面形成一条变螺距的螺旋切槽，实现变距螺纹的加工．变距螺纹的类型分为两种，一种是牙等槽变距，一种是槽等宽牙变距．宏程序的特点是使用变量编写加工程序，通过变量进行运算，拓宽了传统数控编程的局限性．
经济型数控车床加工某些零件使用宏程序编程比计算机编程更方便，而且常用的固定循环指令也都是通过宏程序来实现的，因此掌握宏程序的编程方法就可以实现对数控系统的二次开发．
下面介绍用一台配备 ＧＳＫ９８０ＴＤＢ系统的经济型数控车床上采用 Ｂ 类宏程序加工变螺距螺纹的方法和过程．
１、牙等槽变距
如图１，所加工的变螺距螺纹为牙等槽变距，加工牙顶 Φ３０，牙底 Φ２４，初
始螺距 ６ ｍｍ，牙型宽度 ４ ｍｍ，最小螺距为 ８ ｍｍ，最大螺距为２２ｍｍ，每转螺距增量２ｍｍ．
１．１ 过程分析
１．１．１ 已知条件螺距初始值为６ｍｍ，牙型宽度４ｍｍ，螺距增量２ｍｍ，最小螺距８ｍｍ，最大螺距为２２ｍｍ，切完一层后要向 Ｘ 向退刀、在第二层切削前螺距初始化为６ｍｍ，Ｘ 轴初始值为３０ｍｍ、Ｘ 轴中止值为２４ｍｍ，３ｍｍ 切槽刀具一把．
１．１．２ 分析结果
每层 Ｘ 轴 进 刀 增 量 ０．５ ｍｍ；最 大 剩 余 量 ＝ 最 大 螺 距 － 刀 具 宽 度 － 牙 型 宽 度 ＝２２－３－４＝１５ｍｍ；剩余切削次数＝最大剩余量÷刀具宽度＝１５÷３＝５次，本例取８次；Ｚ方向偏移量＝｜（螺距初始值－牙型宽度－刀具宽度－螺距增量）÷剩余切削次数｜＝｜（６－４－３－２）÷８｜＝０．３７５ｍｍ；螺距Ｆ 偏移量＝螺距增量Ｒ÷剩余切削次数＝２÷８＝０．２５ｍｍ．根据以上条件通过计算得出工件加工的总长，毛坯总长必须在１５０ ｍｍ 左右 （８．０＋１０．０＋…＋２０．０＋２２．０＝１２０ ｍｍ），工件 Ｘ 轴初始值为Φ３０ｍｍ，留出加工长度１３０ｍｍ．
１．２ 过程描述
以工件轴线与工件端面交点为编程原点，切槽车刀快速定位 Ｘ 轴至３２ｍｍ，Ｚ 轴定位至６ｍｍ，Ｘ 轴进刀至２９．５ｍｍ，完成第一刀切削后退刀至退刀点，刀具重新定位起点 Ｘ 轴数值２９．５ｍｍ （
Ｚ方向起点位置变量＝螺距初始值为－Ｚ 方向偏移量×切削次数），切削螺纹时 （螺距 Ｆ 变量＝螺距初始值－螺距Ｆ 偏移量）反复循环８次．进行比较 （如果工件 Ｘ 轴尺寸≥２４ｍｍ，继续进刀，否则转
移到 Ｎ１程序段），反复进刀至 Ｘ 轴尺寸２４ｍｍ，如果 Ｘ 轴尺寸小于２４ｍｍ 循环结束，执行下一段指令，螺纹切削完毕．
１．３ 加工程序
１．３．１ 主程序
２ 、槽等宽牙变距
如图２，所加工的变螺距螺纹为槽等宽牙变距，加 工 牙 顶 Φ３０， 牙 底 Φ２４， 初 始 螺 距 ６ｍｍ，槽底宽度５ｍｍ，最小螺距为８ｍｍ，最大螺距为２２ｍｍ，每转螺距增量２ｍｍ．
２．１ 过程分析
２．１．１ 已知条件每层 Ｘ 轴进刀增量０．５ｍｍ，螺距初始值为６ｍｍ，槽底宽度５ｍｍ，螺距增量２ｍｍ，最小螺距８ｍｍ，最大螺距为２２ｍｍ，在第二层切削前螺距初始化为 ６ｍｍ，Ｘ 轴初始值为
３０ｍｍ，Ｘ 轴中止值为２４ｍｍ，刀具宽度３ｍｍ．
２．１．２ 分析结果
Ｚ 方向总偏移量＝槽底宽度－刀具宽度＝５－３＝２ｍｍ；Ｚ 方向偏移量１ｍｍ；Ｚ 方向刀具偏移次数＝Ｚ 方向总偏移量÷Ｚ 方向偏移量＝２÷１＝２次．根据以上条件，通过计算得出工件毛坯总长必须在１５０ｍｍ 左右（８．０＋１０．０＋…＋２０．０＋２２．０＝１２０ｍｍ），工件 Ｘ 轴初始值为Φ３０ｍｍ，留出加工长度１３０ｍｍ．
２．２ 过程描述以工件轴线与工件端面交点为编程原点，切槽车刀快速定位 Ｘ 轴至３２ ｍｍ，Ｚ 轴定位至６ｍｍ，Ｘ轴进刀至２９．５ｍｍ，完成第一刀切削后退刀至退刀点，刀具重新定位起点 Ｘ 轴数值２９．５ｍｍ（Ｚ 方向起点位置变量＝螺距初始值为－Ｚ 方向偏移量×切削次数），切削螺纹时反复循环８次．进行比较（如果 Ｘ轴刀具位置≥２４，继续进刀，否则转移到 Ｎ１程序段），反复进刀至 Ｘ 轴尺寸２４ｍｍ，如果 Ｘ 轴尺寸小于２４ｍｍ 循环结束，执行下一段指令，螺纹切削完毕．
２．３ 加工程序
２．３．１ 主程序
３、模拟加工成果
加工成果如图３、图４所示．
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