锥螺纹加工的特殊方法

夏长富

黑龙江广播电视大学富拉尔基分校，黑龙江 齐齐哈尔 161042

在具备锥螺纹加工功能的数控机床上，加工锥螺纹是很容易的，普通机床上不具备此功能，要想加工锥螺纹就要采用一定的方法，经研究，用宏程序方法很方便，如果该机床上没有宏程序功能用普通程序也可实现，在编程过程中要注意运用数学知识解决计算问题。

1 实现锥螺纹铣削方法原理

在一台具备圆弧插补功能，螺旋插补功能但不具备圆锥插补功能的FANUC卧式加工中心上加工大锥螺纹。螺旋插补的功能可实现直螺纹铣削，即在XY平面走行整圆弧时Z方向走行1个螺距。而锥螺纹与直螺纹的区别为在Z方向走行1个螺距的同时，直径方向也因锥度角有对应变化，起始点与终点不在同一圆柱面上。即螺纹起始点的公称直径与终点的公称直径不相等，在编程过程中要进行相应的数学计算。

2 应用宏程序实现锥螺纹的加工

在一般的程序中，程序字为常量，只能描述固定的几何形状，缺乏灵活性和适用性。若能用改变参数的方法使同一程序能加工形状相同但尺寸不同的零件，锥螺纹的加工就会非常方便，同时也提高了螺纹成形的可靠性。加工不规则形状零件时，机床可能要作非圆曲线运动，一般手工编程达不到要求。在进行自动测量时机床要对测量数据进行处理，这些数据属于变量，一般程序是不能处理的。针对这种情况，数控机床提供了另一种编程方式，即宏编程。它是指程序中使用变量，通过对变量进行赋值及处理，使程序具有特殊功能含有变量的程序。

在具备“用户宏程序”功能的机床上编一个锥螺纹加工的宏程序，程序中将用到下列变量：

#3—直径D的一半与刀具半径之差

#4—锥度角的正切值

#5—两螺牙在径向上的变动量t

#6—螺纹终点直径的一半

#7—螺纹起始点直径D，在主程序中用对应文字变量D赋值

#9—进给速度，在主程序中用对应文字变量F赋值

#17—螺距Q，在主程序中用对应的文字变量Q赋值

#18—刀具半径

#23—锥度角W，在主程序中用对应的文字变量W赋值

#26—螺纹深度Z，在主程序中用对应文字变量Z赋值

#27—直径D的一半

#3000—输出报警信息

宏程序：

O7777//宏程序名

#4=TAN[#23] //计算锥度角正切值

#5=#17*#4 //计算两螺牙径向变动量

#27=#7/2 //螺纹起始点直径的一半

#3=#27—#18//螺纹起始点直径的一半减刀具半径

#6=#27—#26*#4—#18 //运用公式计算

IF[#27LT#18]GOTO 3 //如果直径D的一半小于刀具半径一半则报警，屏幕显示ERROR

N1G91G01X0Y[#3]F[#9] //将刀具以进给速度移到X0Y[#3]处

N2G91G02X0Y—[#5]I0J—[#3]Z—[#17]F[#9] //加工第一个螺牙

#3=#3—#5 //准备判断值

IF[#3GT#6]GOTO 2 //如果条件满足执行第2程序段

GOTO 4 //如果条件不满足执行第4程序段

N3#3000=120（D R ERROR）//输出报警信息

N4G91 G01 X0 Y—[#6]F[#9] //刀具回到终点

G91G28Z0 //刀具回到Z轴零点

M99//结束

说明：调用方式为G65P8000D R Z Q U F ，其中：D为起始点螺纹直径，R为刀具半径，Z为螺纹深度，Q为螺距，U为锥度角，F为进给速度。调用此宏程序时主轴刀具位置为螺纹起始面的中心并启动。此加工不使用G40功能，且直线轴进给倍率应锁住。

3 加工实例

例：加工参数为D=40，R=10，Z=5，Q=2.5，W=3的螺纹，进给速度为F=10mm/r。

主程序：

O0001 //主程序名

G90 G00 X0 Y0 Z0 S100 M03//刀具快速移动到工件坐标系原点

G65 P7777 D40 R10 Z5 Q2.5 W3 F10//调用宏程序并设定参数

M30//程序结束并返回到程序开头

以上用宏程序加工锥螺纹通用性较强，如果机床不具备宏程序功能也可用普通程序加工，现举例如下：

O01 //程序名

G90 G00 X0 Y0 Z0 S100 M03 //刀具快速移动到坐标系原点

G91 G01 X0 Y10 F10 //刀具以一定进给速度移动到螺纹起始点

G91 G02 X0 Y-0.131 I0 J-10 Z-5 F10//加工螺纹

G01 X0 Y-9.738 F10//刀具回到螺纹终点处

G91 G28 Z0//Z轴回零

M30//程序结束并返回到程序开头

4 结论

在锥螺纹加工过程中，选用螺纹铣刀既可。在找正工件零点时可以用圈表的方法进行。在完成锥螺纹加工时并非一种方法，例如用自动编程软件自动生成加工程序或根据上述宏程序编制几段普通程序都可以完成此项加工任务。但运用宏程序更简单、可靠，在改变加工对象时，只要改变参数就可以了。对系统只有透彻的理解，特别是如何运用宏程序功能，才能发挥其更大的作用，运用起来才会更灵活。