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基于宏程序的多头锯齿形螺纹加工程序应用
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导读： 段树军游娜唐霄姜然王兰（宝鸡石油机械有限责任公司，陕西 宝鸡 721002）【摘要】普通的多头锯齿形螺纹加工程序较为冗杂，因其牙型特殊，编制时工作量大，牙深度和宽度都比普通螺纹大很多，所以检查程序繁琐易出错。根据宏程序的特点，通过对锯齿形螺纹牙型、公差的分析及原理应用，设计出许多简单易行的多头螺纹加工程序。可以通过改变螺纹参数的变量值，加工出不同直径和螺距的锯齿形螺纹，其灵活性较强也较为方便。【关
段树军　游　娜　唐　霄　姜　然　王　兰（宝鸡石油机械有限责任公司，陕西 宝鸡 721002）【摘　要】普通的多头锯齿形螺纹加工程序较为冗杂，因其牙型特殊，编制时工作量大，牙深度和宽度都比普通螺纹大很多，所以检查程序繁琐易出错。根据宏程序的特点，通过对锯齿形螺纹牙型、公差的分析及原理应用，设计出许多简单易行的多头螺纹加工程序。可以通过改变螺纹参数的变量值，加工出不同直径和螺距的锯齿形螺纹，其灵活性较强也较为方便。【关键词】宏程序；锯齿形螺纹加工；多头螺纹锯齿形螺纹是一种非标准螺纹，通常采用成形车刀在卧式车床上进行加工，一般用于承受单向载荷。螺纹工作面的牙型角较小，非工作面的角度较大，有利于提高螺纹的抗疲劳强度。目前我国所使用的三菱等数控车床中，对于简单编程的普通螺纹加工来说，可操作性强，但用于复杂的多头锯齿形螺纹加工时，程序编制量大，检查也极其不易，容易造成错误。而在数控车床加工中，我们可以根据宏程序编程的特点，使用变量、算术和逻辑运算及循环、条件转移等来完成对多头锯齿形螺纹的加工。1　宏程序简介及锯齿形螺纹的牙型分析1.1　宏程序简介在编程工作中，我们经常把能完成某一功能的一系列指令像子程序那样存入存储器，用一个总指令来代表他们，使用时只需给出这个总指令就能执行其功能。所存入的这一系列指令称作用户宏程序本体，简称宏程序。这个总指令称作用户宏程序调用指令。在编程时，编程员只要记住宏程序而不必记住宏程序。用户宏程序与普通程序的区别在于：在用户宏程序本体中，能使用变量；可以给变量赋值；变量间可以运算；程序可以跳转。而普通程序中，只能指定常量，常量之间不能运算，程序只能顺序执行，不能跳转，因此功能只固定的，不能变化。用户宏功能是用户提高数控机床性能的一种特殊功能。宏程序本体既可以由机床生产厂提供，也可以由机床用户自己编制。使用时，先将用户宏主体像子程序一样存入到内存里，然后用子程序调用指令调用。1.2　锯齿形螺纹的牙型分析非标准的锯齿形螺纹工作面的牙型角为3°，非工作面的牙型角为30°原始三角形齿形的牙型高度为1.5878p，牙顶间距为0.117777p，牙型宽度为0.25384p，基本牙型高度为0.75p；外螺纹牙型高度为0.86777p，外螺纹小径为（d—1.73554p），外螺纹中径为（d—0.75p），牙底圆角为0.12427p。其中p是螺距，d是外螺纹大径。该螺纹主要用于单向受力的传力螺旋。本文所要分析的锯齿形螺纹（见图1）为非标准锯齿螺纹，螺纹大径为130mm，左旋螺纹，螺距为8mm，螺纹头数为8，螺纹导程为64mm，牙型高度为2.8mm。2　加工工艺分析2.1　刀具选择刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具，还包括磨具。刀具按工件加工表面的形式可分为五类。加工各种外表面的刀具，包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等；孔加工刀具，包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等螺纹加工工具，包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等；齿轮加工刀具，包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等；切断刀具，包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。此外，还有组合刀具。按切削运动方式和相应的刀刃形状，刀具又可分为三类。通用刀具，如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等；成形刀具，这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。2.2　加工原理分析用成形滚压模具使工件产生塑性变形以获得螺纹的加工方法。螺纹滚压一般在滚丝机。搓丝机或在附装自动开合螺纹滚压头的自动车床上进行，适用于大批量生产标准紧固件和其它螺纹联接件的外螺纹。滚压螺纹的外径一般不超过25毫米，长度不大于100毫米，螺纹精度可达2级（GB197-63），所有坯件的直径大致与被加工螺纹的中径相等。滚压一般不能加工内螺纹，但对材质较软的工件可用无槽挤压丝锥冷挤内螺纹（最大直径可达30毫米左右），工作原理与攻丝类似。冷挤内螺纹时所需扭距约比攻丝大1倍，加工精度和表面质量比攻丝略高。2.3　走刀路线设计走刀路线是数控加工过程中刀具相对于被加工件的运动轨迹和方向。走刀路线的确定非常重要，因为它与零件的加工精度和表面质量密切相关。确定走刀路线的一般原则是：（１）保证零件的加工精度和表面粗糙度。（２）方便数值计算，减少编程工作量。（３）缩短走刀路线，减少进退刀时间和其他辅助时间。（４）尽量减少程序段数。3　螺纹加工宏程序设计3.1　加工轮廓计算首先对有关螺纹参数（如主轴转速，螺纹大径，螺纹牙型宽度，切削深度和螺纹升角等）进行赋值。由于该8头螺纹导程大，刀具受力大，如果转速太高!易造成刀具磨损加剧，甚至刀具折断。设置车床主轴的最低转速（设置#3023参数为最低转速），利用条件转移功能进行螺纹升角的比较，其中在加工多头锯齿螺纹时还要进行螺纹深度加工的比较，若螺纹深度加工没有达到所需的螺纹小径尺寸，#103变量赋值继续循环加工直至达到尺寸要求为止，直至所有螺纹头数加工完毕。3．2　定义变量及编制程序加工参考程序如下：T0101（采用90度刀具）S1500 M03（主轴正转）G0X20Z2（快速定位）G1Z0F0.3（锥面的加工起点）X29.117 Z-204.002（加工锥面）G0X100 Z100（退刀）T0202（采用对称尖刀）G0 X18.868 Z25.333 S300（异性螺纹的加工起点转速变化）#1=57（起始角度）N1 #2=25.333（第一个螺距）#10=25.333（再次设定初始的螺纹值）#3=49.988-2*18.667*SIN[#1]（起始X直径）#4=18.667*COS[#1]+15.021（起始Z）G0 X#3 Z#4（定点）N2 #5=49.988+#10*TAN[1.28]*2-2*18.667*SIN[#1]（变化中的X）G32 X#5 W-#2 F#2（螺纹加工）#2=#2+6.667
（螺距每次增大6.667）#10=#10+#2（每次变化后的螺距值）IF[#2LE52.001]GOTO2（最后一个螺距值）G0X100（X向退刀）Z50（Z向退刀）#1=#1+1（每次变化的角度）IF[#1LE127]GOTO1（给定条件语句跳转）G0 X100Z100M304　加工的成品及问题分析图2　锯齿形螺纹零件程序中考虑到分为粗，精2部分进行切削加工，粗加工时以去除多余材料!设置螺纹牙型高度时，预留了精加工余量，以防止在螺纹加工参数比较过程中出现误判断，精加工余量及精加工参数设置应根据工件的材料，螺纹的表面加工精度及刀具的具体工艺状况进行设置，该程序已上机调试成功，且通过了试样加工（见图2）。5　结束语上述程序结构简单，具备循环加工的特点，只需利用宏程序的变量定义、逻辑判断、循环指令调用等功能，编写此类螺纹的程序并加工，可适合于任何形式的大导程非标准多头螺纹的加工，节省了工作量，减轻了操作者的劳动强度，其通用性和灵活性非常强。从目前的应用来看，取得了令人满意的效果。【参考文献】［１］顾京.数控加工编程及操作[M].高等教育出版社,):84-85.［２］沈建峰,金玉峰.数控编程200例[M].中国电力出版,):75-76.［３］詹华西.数控加工与编程[M].西安电子科技大学出版社,):23-25.［责任编辑：邓丽丽］您所在的位置： >
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本文将利用FANUC Series 0i—TC 系统为用户配备的强有力的类似于高级语言的宏程序功能编写异形螺纹加工的通用程序，运用宏程序中的变量运算、逻辑运算和条件转移，将异形面上异形螺旋槽的加工得到推广。
　　在实际生产中，螺纹是我们常见的零件，一般情况下，我们见到的都是三角形螺纹，在车床上，有专门的螺纹车削指令，如G32、G92、G76等，可以很方便地加工出单头或多头的、公/英制三角形螺纹。在某些特殊场合，需要加工一些异型螺纹(如图1)，应用传统的螺纹车削指令不能完成。对于手工编程者来说有一定困难，感觉无从下手，导致无法顺利完成异形螺纹加工。实际上只要我们合理运用宏程序并结合螺纹数控&切削基本指令的组合编程的方式就能完成对该类零件的加工，难题便会迎刃而解。
1 图样分析
　　通过对(图1异形螺纹示意图)分析可得出，异形面上的异形牙形螺纹加工时，刀具的移动轨迹既要按牙形曲线运动，又要按螺纹附着表面曲线变化规律运动车削螺纹。
　　现以图1中(a)为例分析异形螺纹的加工方法：椭圆面上的深3mm圆弧螺纹，刀具的运动既要按R5的小圆弧运动，又要按二元二次方程椭圆的变化规律车削螺纹。编程前首先要找出R5圆弧圆心与椭圆的关系，然后再分析R5圆弧上某点与椭圆的关系。通过特殊点的分析得出逻辑关系式，然后借助宏程序和G32螺纹车削指令的结合编写加工程序。
　　(1)为防止产生非定值导程，车削螺纹之前和之后需要适当的空刀导入量L1&2P和L2&0.5P。通过计算取螺纹起点圆弧圆心坐标(在工件坐标系下如右图)为(93.18，15)。在椭圆坐标系中坐标为(28．41，45)
　　(2)异形牙形R5圆弧起始角和终止角的确定。将R5圆弧与椭圆的交点分别找出，通过CAD绘图得出牙形圆弧的起始角和终止角，得出牙形R5圆弧角度变化范围为-4.7-176.5。。
　　(3)R5圆弧上某点A的坐标的确定。在R5的小圆的坐标系中，A点的坐标方程为：
　　R5的小圆弧圆心坐标系与椭圆坐标系的关系，从图2中很容易得出小圆圆心的坐标随着随着z轴的变化而变化，现设z轴的变量为#4，应变量X轴用#5表示，根据椭圆的方程得出：#5=38*SQRT[68*68-#4 #4]／68
　　椭圆的坐标系是在工件坐标系下x轴75mm、Z轴平移-30mm得到的。通过以上分析得出小圆弧上某A点坐标方程为：
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数控车床加工内锯齿螺纹15头200毫米长宏程序怎么编？
法纳克0i mateTD数控车床加工内锯齿螺纹15头200毫米长宏程序怎么编？螺距2毫米
我有更好的答案
宏程序好像只适合曲面类的那种编程，其实用G76就可以了，G92的话比较麻烦，G76的话你说详细点我应该能给你编出来我做过最多的是5头的……你用什么系统的？
没螺距吗？
这个最重要！
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使用宏程序在数控车床上加工大螺距螺纹的工艺技术
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大螺距锯齿形螺纹车削的宏程序实现
2008第6期总第187期现代制造技术与装备（上接第54页）1102每层间的距离为02MM（半径量）ENDW（左侧精车程序）150起始牙深变量为50MMWHILE1GE0牙深变量大于或等于0时（执行螺纹分层加工循环）12501TANΘPI/180每层上切削时刀具的Z轴起点变化量G00Z10012螺纹切削的Z轴起点位置（起刀点）G82XF15螺纹切削1102每层间的距离为02MM（半径量）ENDWG00X3结语通过加工工艺改进，可以使用通用刀具加工牙型角大于刀尖角各种距锯齿形螺纹，解决了大螺距带来的加工困难，此方法还可以加工大螺距梯形、大螺距圆弧形等异形螺纹。保证了零件精度要求，降低了成本，提高了经济效益。参考文献1张丽华等数控编程与加工技术大连大连理工大学出版社20042杨建明数控加工工艺与编程北京北京理工大学出版社20063李国平距锯齿形螺纹的车削加工机械工人）4成立椭圆宏程序在数控中的应用与研究装备制造技术）THEMACROPROGRAMMEREALIZATIONOFLONGDISTANCESAWTEETHEDANDSCREWTHREADLATHINGCAOMINGSHUN，LIUYONG，MAOWEI（HUANGGANGVOCATIONALANDTECHNICALCOLLEGE，HUBEIHUANGGANG438002）ABSTRACTACCORDINGTOTHETRADITIONALSCREWTHREADPRODUCEPROCESSING,ITISDIFFICULTTOFINISHSCREWTHREADWITHBIGDISTANCEANDABNORMITYSCREWTHREADTHEFIRSTSTEPWEWILLDIVIDELAY,THESECONDSTEPISTODIVIDEDIFFERENTLAYTOFINISHTHESCREWTHREADTHEMACROPROGRAMISABLETOCONTROLTHEFIRSTMODETOFINISHTHEPRODUCT,ANDTHENWECANFINISHBIGDISTANCESCREWTHREADSPRODUCEPROCESSINGKEYWORDSBIGDISTANCESCREWTHREAD,SAWTOOTHSCREWTHREAD,MACROPROGRAMME即可进入正常运行状态。24运行成本低据测算，高效煤粉锅炉系统总投资约为同吨位传统链条式工业锅炉的1214倍、燃油锅炉的1416倍。高效煤粉锅炉采用了国际先进的燃烧技术，煤粉燃烬率较高，节煤率可达186％以上。以4T/H煤粉锅炉为例，仅节煤一项，每年可节约成本近30万元。加之变频调速技术达到30％的节电效果，每班仅需要2名操作人员工资费用（传统锅炉房每班至少6名操作人员），从而使运行成本大大降低。运行成本分别仅为传统链条式工业锅炉的70％75％、燃油锅炉的15％20％，可在两年左右收回多发生的投资。25工作环境良好由于煤粉锅炉系统在煤粉输送、分级燃烧、除尘脱硫等环节中均由计算机全自动化程序控制、全封闭运行，并安装了采风消声器，尽可能的消除噪音，使整个厂房更加窗明几净、一尘不染，极大的改善了锅炉房内部环境，从而使过去的锅炉房噪音大、污染严重发生了本质的变化，锅炉房成为环境优雅的办公场所。同时大大降低了操作人员的劳动强度，保证了身体健康。据估算，根据我国燃煤锅炉的现状，如果全国50％的锅炉采用高效煤粉锅炉，每年可节约04亿吨标准煤，减排二氧化硫100万吨、二氧化碳15亿吨，对“十一五”节能减排贡献率可达30％。3结束语山东泰山建能集团与煤科院联合研制的高效煤粉锅炉，在我国锅炉的制造和使用领域，是一场革命性的创新，是遵循人类社会的发展规律、顺应时代发展的战略举措。同时也是国家产业政策的需要，是全社会节能环保的需要，是广大人民群众提高生活质量的需要。高效煤粉锅炉的广泛推广使用，必将产生巨大的经济效益、社会效益和环境效益。PROMOTIONANDAPPLICATIONOFTHEHIGHEFFICIENCYCOALPOWDERBOILERFANGJIE，DUBOQI，WANGDESHAN，SUNYINGLI（THERMALPROJECTDEPARTMENTOFSHANDONGTAISHANJIANNENGMACHINERYGROUPCO,LTDXINTAI271222）ABSTRACTTHISTHESISBRIEFLYINTRODUCESTHEENERGYSAVINGANDWASTEREDUCINGEFFECTSOFTHEHIGHEFFICIENCYCOALPOWDERBOILERWHICHISEQUIPPEDWITHFULLINTELLIGENTSUPERVISIONSYSTEM,RUNINLOWCOSTANDINFAVORABLEWORKINGENVIRONMENTKEYWORDSHIGHLYEFFICIENCY，ENERGYSAVINGANDWASTEREDUCING，AUTOMATICCONTROL期总第187期现代制造技术与装备数控车削加工中螺纹加工占相当大的一部分，螺纹加工进刀方式通常有直进法和斜进法。直进法使用刀具双侧刃切削，切削力较大，一般用于螺距或导程小于3MM的螺纹加工。斜进法使用刀具单侧刃切削，切削力较小，一般用于螺距或导程大于3MM的螺纹加工1。但是加工螺距大于6MM的大螺距螺纹采用直进法和斜进法都不能很好的加工，经常发生扎刀、断刀的现象；对于一些锯齿形螺纹左右两边的角度很难保证，容易造成表面粗糙度低，加工硬化产生裂纹影响精度3。结合笔者的实际经验利用宏程序，对大螺距锯齿形螺纹车削方法进行探讨。1大螺距锯齿形螺纹车削宏程序编制原理如图1所示的零件，螺距为15MM。采用直进法和斜进法都不适合加工，零件精度很难保证；采用G82或G76指令编写加工程序，又难保证其牙形角为（ΘΒ）。针对此情况可以采用先分层后分刀的加工工艺，使用通用刀具（不能发生干涉）即可完成加工。如图2所示，在径向可根据实际条件分为N层，对每一层分为N刀进行切削，只要控制每次刀具的起点，再利用G82等加工指令编写程序，即可完成零件加工。刀具的起点控制可使用用户宏程序，在用户宏程序体中能使用变量，变量可以赋值并且可以运算，实现程序跳转，控制下刀点4。此方法对于螺纹的右侧边加工精度有保证，左侧边因为材料挤压的现象，精度很难保证，应再进行精加工。2应用实例使用刀尖角为35，刀尖圆弧半径为04MM的菱形刀片，加工螺纹牙底宽为30MM，牙深为48MM，螺纹顶径为500MM，底径为400MM，螺距为150MM，如图1所示大螺距锯齿形螺纹（牙型角大于35）。粗车程序X600Z100M03S300150起始牙深变量为50MMWHILE1GE0牙深变量大于或等于0MM时（执行螺纹分层加工循环）111TANΘPI/1801TANΒPI/1803004给定每层牙间宽12501TANΘPI/180每层上切削时刀具的Z轴起点变化量WHILE11GE0牙间宽切削大于或等于0时执行螺纹分刀加工循环G00Z1001112螺纹切削的Z轴起点位置（起刀点）G82XF15螺纹切削111103每刀间的距离为03MMENDW（下转第56页）大螺距锯齿形螺纹车削的宏程序实现曹明顺刘勇毛伟（湖北黄冈职业技术学院，黄冈438002）摘要针对传统的螺纹加工工艺很难完成大螺距异形螺纹的加工。第一步分层，第二步分刀加工。用户宏程序可以控制每次起点下刀的方式，实现对大螺距异形螺纹的加工。关键词大螺距锯齿形螺纹宏程序图1图2153ΒΘΦ40Φ505054
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