工业技术 ｊｌ＿． ｊ ｌ一 三 ≥ｌ ＝ｊ ＤＵＳＴＢ ＴＥＣＨＮＯＵｏＧＹ 辍 Ｉ ＿ ■■一●■ 麓 ■■■■■ ●■■一 一一一一 ■■ 一■■ 一 ■ 特殊曲线牙型螺纹的牙型复杂、面积大，采用成型刀具加工 时，由于切削面积大，机床负荷重，易产生振动，形成振纹，造成牙 型表面不够光滑，难于控制加工精度。采用数控车削加工，可以 通过合理选择螺纹刀具刀尖角，正确编制数控车削加工宏程序， 来保证曲线牙型螺纹的尺寸精度和表面光滑度。本文中，笔者以 正弦曲线牙型螺纹的加丁为例，对数控车削加工技术进行分析。 一、牙型分析 牙型表面要求平滑，牙型是正弦曲线形状，导程为ｔ个周 期。设牙型具体参数为：正弦曲线的振幅为６，周期为ｌ２。可得 曲线方程为ｘ＝６ｓｉｎ（２ｒｒｚ／１２）。 二、数控加工工艺分析 １．装夹方法。为了提高加工刚度，减小加工过程中的受力变 形，在采用数控车床常用的自定心ｊ爪卡盘装夹的基础上，需再 加一顶尖，采用一夹一顶的方式装夹。 ２．刀具选择。端面车削，选用４５。端面车刀；外圆车削，选用 ９３。外圆车刀，定义为Ｔ０１；螺纹车削，选用３５。螺纹车刀，定义为 ３＂０２。 对曲线方程ｘ＝６ｓｉｎ（２ｒｒｚ／１２）求一阶导数，钨Ｌｋ＝，ｒｒｃｏｓ（２－ｎｚ／１２）， ｚ在一个周期［０～ｌ２】内，圣的变化范围为卜盯～１Ｔ】，即曲线的斜率变 化范周，角度变化范围为卜：／２３。７２．３。１。这里选用３５。螺纹车 刀，不会与螺纹牙型表面发生干涉。 ３．加工轨迹。由于正弦曲线呈周期性变化，故可以选择一个 周期进行编程。我们选择正弦曲线螺纹开始角为竹／２，终止角 为一３ ／２，即ｚ的变化范围为【ｌ５～３］。这里选择螺纹中径为 ５２ｍｍ，所以直径ｘ＝５２＋１２ｓｉｎ（２＂￣ｚ／１２）。角度的变化量越小，其对 应的 值变化量越小，加工出的螺纹精度越高，但角度的变化量 越小，会使得加工次数越多，加工时间越长，反而影响加工效 率。在精度和效率之间需要做一个平衡，既要满足精度的要求， 又要提高加工效率。由于直径和螺纹中径的公差在一Ｏ．２－一０ｍｍ 范围内，这就要求 值的变化量不超过０．１ｍｍ，通过计算分析，ｚ 值的变化量为０．０３ｍｍ。 三、数控加工程序编制 １．螺纹加工基本指令。 Ｇ３２ Ｚ—Ｆ＿一 ２．宏程序指令（华中）。宏程序有提高数控车床性能的特殊 功能，在数控车削加工的时候，有时会遇到一些特殊曲面，如椭 圆、双曲线和抛物线等，这时候就需要使用宏程序。宏程序的最 大特点是可以对变量进行运算，使程序应用更加灵活、方便。 ６０ 河南科技２０１０．８２－ Ｉ ３．程序编制。 ＯＬＷ 文件名 ％１２ 程序名 Ｍ０３Ｓ６００ 启动主轴 Ｇ９５Ｇ９７Ｇ４０ 修正机床状态 Ｔ０１０１ 调１ 刀和刀补 Ｇ００Ｘ８２Ｚ２ 快速定位 Ｇ７１Ｕ１Ｒ０．５Ｐ１Ｑ２ｘｏ．５ＺＯＦ０．３ 外轮廓粗切复合循环 Ｇ０ＯＸｌＯＯＺ ＪＯＯ Ｍ０５ Ｍｏｏ Ｇ００Ｘ８２Ｚ２ Ｎ１Ｇ０ＯＸ６４ Ｇ０ｌＺ０Ｆ０．１ Ｇ０１Ｚ一８０ 螺纹大经外圆 … … 其他轮廓程序段 Ｎ２ＧＯｌＸ８２ Ｇ０ＯＸ１０ｏＺｌ０Ｏ Ｍ０３Ｓ８０ 降低主轴转速 Ｔ０２０２ 调２ 刀和刀补 Ｇ００Ｘ６４Ｚ１５ 螺纹切削起点 ＃ｌ：ｌ５ 定义变量ｚ ＷＨＩＬＥ＃１ＧＥ３变量范围 ＃２＝５２＋１２ ｓｉｎ［２ ，１２ ＃１］ ｘ随变量ｚ变化值 Ｇ００Ｘ［＃２１Ｚ［＃Ｉ］ Ｇ３２Ｚ－一８０Ｆｌ２ Ｇ００Ｘ６５ Ｇ０ｏｚ【＃１］ ＃ｌ：＃ｌ—Ｏ．Ｏ３ ＥＮＤＷ Ｇ０ｏＸ１ｏｏＺ１０ｏ Ｍ０５ Ｍ３Ｏ 数控加工程序编制中综合利用了螺纹加工指令和宏程序， 实现了特殊曲线牙型螺纹的数控车削加工。该措施有效地解 决了加工特殊曲线牙型螺纹过程中遇到的问题，减轻了操作 者的劳动强度，提高了加工效率，并保证了加工后零件的质 量。它对数控加工宏程序在特殊结构加工中的应用有一定的 借鉴意义。皿
