变螺距螺纹数车编程.docx

文章编号 : 1673 1549 201 文章编号 : 1673 1549 2010 02 0227 04 变螺距螺纹数车编程 潘应晖 (武夷学院电子工程系 , 福建 武夷山 354300 ) 摘 要 :变螺距螺纹在一些行业的用途极其广泛 ,数控车床上车削变螺距螺纹 ,要解决的关键问 题之一是加工程序的编写 。文章以西门子 802D 数车系统为例 ,阐述变螺距螺纹的数控加工原理及参 数编程方法 ,并给出原程序 ,为生产中解决变螺距螺纹的加工提供参考依据 。 关键词 :变螺距 螺纹 编程 802D 数车系统 中图分类号 : TG659 文献标识码 : A 前转向悬挂上的变螺距弹簧减振器以及变螺距螺旋桨 动力装置等方面都得到很好的应用 。 但是 ,如何精密地加工变螺距螺纹 , 在实际生产中 存在较大的技术难度 , 传统加工方法通常有两类 : 一是 在铣床上采用手工加工的方法完成 , 劳动强度大 、精度 低 、效率低 ,且经常出现废品 ;二是在卧式车床进给系统 中 ,增设一套凸轮变速机构辅助装置实现变速加工 , 虽 然能保证精度 ,但所需技术难度较大 ,设计成本高 ,变螺 距增量调整麻烦 ,不利于推广应用 , 导致其应用受到一 定限制 。现代数控系统具有强大的宏程序功能 ,用户通 过变量编程运算 ,可大大提高数控机床的加工能力 、加 工效率 ,保证加工质量 。笔者经过多年的实践探索 , 总 结了变螺距螺纹加工的编程方法 ,可解决变螺距螺纹的 技术难点 。本文以西门子 802D 数车系统为例 , 针对变 螺距螺纹加工编程进行探讨 ,为生产中解决类似问题提 供参考 。 引 言 变螺距螺纹指螺纹螺距值不是固定的 ,而是沿着螺 旋线方向逐渐的变大或减小 ,有等槽宽变螺距螺纹 (图 1 )和等牙宽变螺距螺纹 (图 2 )两种型式 。 变螺距螺纹的应用非常广泛 ,在塑料 、食品 、轻纺工 业和橡胶使用的挤出机械上 ,大量使用着各种类型的挤 出螺杆 ,其中变螺距螺杆因螺距变化均匀 , 使丝杠螺旋 槽的容腔也随之发生均匀变化 ,被挤压材料随螺旋槽容 腔的减小而逐渐被挤紧 、挤压力增大 ,被挤压材料自动 、 均匀的挤入到模具型腔中 , 因此具有压缩比大 、压缩均 匀 、吃料情况好 、出料口物料连续性好 、送料均匀等诸多 优点 ,挤出性能最佳 ;除此之外 ,在船舶上的变螺距螺旋 桨 、航空传输机械 、高速离心泵上的变螺距诱导轮 、汽车 1 螺距变化规律和成型工艺分析 111 螺距变化规律 变螺距螺纹的螺距变化规律是按等差数列规律排 列 ,如图 1、图 2 所示 ,从数学知识可知 ,第 n节螺纹的螺 距长度 Pn 为 : Pn = P1 + ( n - 1 ) 3 F 对应 n节螺纹长度 Ln 为 : + Pn = n3 P1 + n3 ( n - 1 ) 3 F /2 Ln = P1 + P2 + 收稿日期 : 2009 212 211 作者简介 :潘应晖 ( 1965 2) ,男 ,福建永春人 ,副教授 ,硕士 ,主要从事数控加工及 CAD 应用等方面的研究 。 四川理工学院学报 (自然科学版 )2282010 年 4月式中 四川理工学院学报 (自然科学版 ) 228 2010 年 4月 式中 : P1 为第 1 节螺距 ; F 为螺距变化量 ; n 为第 n 节螺 纹数 ; Ln 为 n节螺纹长度 。 1 12 成型工艺分析 加工固定螺距螺纹 , 只需主轴带动工件匀速转动 , 刀具作轴向匀速移动车削 , 就可形成等距螺旋线 ; 而加 工变螺距螺纹 ,则一方面需主轴带动工件匀速转动 , 另 一方面还需刀具作轴向匀加 (减 ) 速移动才能形成变螺 距螺旋线 。一般普通车床 , 刀具只能沿轴向匀速移动 , 若要使刀具沿轴向匀加 (减 ) 速移动 , 必需在进给装置 中 ,增加能实现匀变速运动的凸轮变速等附加机构 , 改 造成本较高 ;现代数控车床所配的数控系统 , 如西门子 802D 数 车 系 统 , 提 供 了 车 削 变 螺 距 螺 纹 的 功 能 指 令 G34、G35 ,通过 R 参数变量运算 , 可直接编程车削变螺 距螺纹 。 车削变螺距螺纹指令格式为 : 系零点算起的螺距实际为 F = 10 - 4 = 6mm; 在车削螺 纹时因主轴升降速影响和安全考虑 ,刀具起点必须离端 面一定距离 ,因此 ,可把这一螺距看成是预车螺距 ,选择 切削起点距离坐标零点端面为 6mm 的位置 ; 因螺距的 变化量为 4mm , 故 起 刀 点 的 基 本 螺 距 为 F = 6 - 4 = 2mm ,根据上述分析计算 ,利用相关数控指令 ,即可进行 编程加工 。以某一刀精车程序如下