數(shù)控車床加工可變導(dǎo)程螺紋的編程方法
變導(dǎo)程螺紋在一些行業(yè)中應(yīng)用極廣，但在生產(chǎn)加工中存在較大的技術(shù)難度，傳統(tǒng)的加工方法通常有兩類：一是在銑床上采用手工加工的方法完成，精度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，且經(jīng)常出現(xiàn)廢品；二是在臥式車床進(jìn)給系統(tǒng)中增設(shè)一套輔助裝置(凸輪變速機(jī)構(gòu))實(shí)現(xiàn)變速加工，雖然能保證精度，但所需技術(shù)難度較大，設(shè)計(jì)成本較高，調(diào)變距增量較麻煩，且不利于推廣應(yīng)用。而現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)有強(qiáng)大的宏程序功能，用戶宏功能的變量運(yùn)算可提高數(shù)控車床的加工能力。
△α=arctan{(△P×s／[s²+Pm(Pm +△P)]}
式中Pm——任意一段的導(dǎo)程，mm
△P——變導(dǎo)程增量，mm
s -刀具切削刃上任意一點(diǎn)的回轉(zhuǎn)周長，mm
經(jīng)筆者多年的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐探索，已確定了一種可變導(dǎo)程螺紋加工的編程方法，很方便地解決變導(dǎo)程螺紋的技術(shù)難點(diǎn)。本文以華中數(shù)控世紀(jì)星HNc一21T的數(shù)控車床為例對編程進(jìn)行探討，為生產(chǎn)中解決變導(dǎo)程螺紋加工提供參考依據(jù)。
變導(dǎo)程螺紋是相鄰螺距不等的螺紋，其內(nèi)槽表面是一個(gè)螺旋面(如圖1所示)，加工時(shí)車刀運(yùn)動(dòng)軌跡是一條螺旋線，沿圓周方向展開為一直線，相鄰圓周直線段的斜率都不同(如圖2所示)，每一直線段的升角增量為△α，其數(shù)值為：
△α=arctan{(△P×s／[s²+Pm(Pm +△P)]}
式中Pm——任意一段的導(dǎo)程，mm
△P——變導(dǎo)程增量，mm
s -刀具切削刃上任意一點(diǎn)的回轉(zhuǎn)周長，mm
根據(jù)上式可得出△d與導(dǎo)程增量、導(dǎo)程變化以及螺紋外徑變化之間的關(guān)系。當(dāng)△“較大時(shí)，為了保證兩相鄰螺旋線問平滑過渡，采用圓弧連接(如圖2放大部分所示)，因此在過渡處需解決修正問題。
常用的變導(dǎo)程螺紋距變化規(guī)律如圖3所示，從圖中看出，螺紋的螺距是按等差級數(shù)規(guī)律漸變排列的，而我們使用的華中數(shù)控世紀(jì)星HNc—21T的數(shù)控車床編程系統(tǒng)沒有提供變導(dǎo)程螺紋切削指令，在其他相關(guān)教材上對變導(dǎo)程螺紋加工的講解也很簡單，只是從原理上講解了變導(dǎo)程螺紋的加工原理，可操作性差。筆者在加工實(shí)踐中體會(huì)到，使用用戶宏功能的變量運(yùn)算，可很方便地實(shí)現(xiàn)不同增量的變導(dǎo)程螺紋的加工，提高了加工效率，保證了加工質(zhì)量，可操作性強(qiáng)。
M05
M30
以上宏程序使用了循環(huán)嵌套編程，在應(yīng)用時(shí)還需要注意以下幾點(diǎn)：
(1)根據(jù)不同的要求合理選擇刀具寬度。
(2)由于本程序是直進(jìn)法加工，若加工大導(dǎo)程螺紋時(shí)可通過修改程序，增設(shè)條件循環(huán)語句實(shí)現(xiàn)左右偏刀法或斜進(jìn)法功能。
(3)由于變導(dǎo)程螺紋的螺紋升角隨著導(dǎo)程的增大而變大，所以刀具左側(cè)切削刃的刃磨后角等于工作后角加上最大螺紋升角，即：α=(3°～5°)+ψ。
對加工過程進(jìn)行分析，結(jié)果表明：該編程方法能用于不同類型(普通螺紋、梯形螺紋、蝸桿或矩形螺紋等)、不同增量的可變導(dǎo)程螺紋零件的加工，并能有效地縮短加工時(shí)間，實(shí)現(xiàn)提高加工效率的目的。
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