车铣加工中心铣螺纹宏程序的应用

董兆鹏

摘  要：螺纹的加工方法有多种，常规状态下使用车铣床车螺纹和攻丝，镗铣床铣螺纹和攻丝的方式等来完成螺纹的加工。对于大型铸件的大螺纹无法使用车床车螺纹和攻丝时，一般采取镗铣床铣功能来实现，遇到镗铣机床资源紧张，产品周期短，需要等待的情况下，摸索出一套SINUMERIK840D系统利用宏程序在立式数控车铣加工中心上利用铣功能铣出合格螺纹的方法，结合实际生产验证工艺程序合理可行。

关键词：螺纹;宏程序;车铣加工中心

中图分类号：TH16 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）31-0107-02

Abstract： There are a variety of thread processing methods， the conventional use of turning milling machine thread and tapping， boring and milling machine milling thread and tapping methods to complete the thread processing. Big thread cannot be used for large castings lathe threading and tapping， generally take the boring and milling machine milling function to implement， boring and milling machine tool resources nervous， product cycle is short， needs to wait for， for a set of SINUMERIK840D system using the macro program on the vertical CNC milling machining center by using the method of thread milling and milling function of qualified， combined with the actual production verification process was reasonable.

Keywords： thread; macro program; turning milling machining center

引言

传统的螺纹加工方法主要为采用螺纹车刀车削螺纹或采用丝锥、板牙手工攻丝及套扣，随着数控加工技术的发展，尤其是各类加工中心系统的出现，使更先进的螺纹加工方式——螺纹的数控铣削得以实现。螺纹铣削加工与传统螺纹加工方式相比，在加工精度、加工效率方面具有极大优势，且加工时不受螺纹结构和螺纹旋向的限制，如一把螺纹铣刀可加工多种不同旋向的内、外螺纹。对于不允许有过渡扣或推刀槽结构的螺纹，采用传统的车削方法或丝锥、板牙很难加工，但采用数控铣削却十分容易实现。此外，螺纹铣刀的耐用度是丝锥的十多倍甚至十倍，而且在数控铣削螺紋过程中，对螺纹直径尺寸的调整极为方便，这是采用丝锥、板牙难以做到的。由于螺纹铣削加工的诸多优势，目前大批量的大螺纹已广泛地采用了铣削工艺。对加工方法和宏程序的编制要求更高，只有用对了方法、编制对了宏程序、选择好刀具才能高质量、高效率的加工出螺纹。对于大型铸件的大螺纹一般采取镗铣床铣功能来实现，遇到镗铣机床资源紧张，产品周期短，需要等待的情况下，摸索出一套SINUMERIK840D系统利用宏程序在立式数控车铣加工中心上利用铣功能铣出合格螺纹的方法。

1 立式车铣加工中心铣螺纹的工艺方法

（1）利用工件坐标将主轴移动到所需加工螺纹的孔中心，使用数控系统的坐标将该孔的坐标录入G54或其它坐标系内。

（2）将机床移动到机械坐标系。

（3）在数控面板MDA方式下输入G54 X0 Z0 C0启动程序记录面板显示值。

（4）将对应的Z值输入程序中的R11，对应的C值输入程序中的R9。

（5）根据数控机床的C轴旋向确定好铣轴使用过程中的正向旋转。

（6）启动程序，根据铣轴旋向和机床C轴旋向确定所铣螺纹的正确旋向。

对刀点的选择使用方法：第一步、坐标X值是机床机械坐标系值X0;第二步、坐标Z值是产品孔所在端面对Z0;第三步、坐标C值是产品第一个孔所在位置;第四步、需要根据机械坐标Z值和产品孔所在Z值的高度差值来确定Z值的实际值。

因宏程序简短，便于操作，容易掌握，在实际加工时，通过修改数控机床的刀具半径补偿值，可以很方便地控制螺纹的尺寸，可以通过修改R参数来满足不同型号的螺纹加工。

2 铣直螺纹和锥螺纹

以SINUMERIK840D立式车铣加工中心系统宏指令为例，铣直螺纹和锥螺纹的加工程序如下：

（直螺纹M36为例）

G54 G90 G94 G17 F500

R1=36/2;（孔半径）

R2=26/2+0;（刀具补偿）

R3=R1-R2;（运算）

R4=50;（孔深度）

R5=4;（螺距）

R6=0;（孔起始角度）

R7=60;（孔间隔角度）

R10=6;（孔数）

R8=2595;（分度圆直径）

R9=1.382;（起始C值，根据实际值修改）

R11=-836.446;（机械坐标系与工作坐标系Z值差值，根据实际值修改）

G1 X=R8

G0 Z50

XLWM36：

TRANSMIT

ROT RPL=-R9-R6

DIAMOF

G01 X=R8/2 Y0 F400

G01 Z=R11+5

M2=3 S2=300

G01 Z=R11

G03 X=R3+R8/2 Y0 I=R3/2 J0  F1000

G03 X=R3+R8/2 Y0 Z=R11-R4 I=-R3 J0 TURN=R4/R5-1

G01 X=R8/2 Y0

G01 Z=R11+5

G00 Z=R11+50

R6=R6+R7

REPEAT XLWM36 P=R10-1

G00 Z=R11+200

M5

M30

（錐螺纹Rc1.5为例）

G54 G90 G94 G64 G17

R1=（47.803-36-3）/2;（半径补偿，值小孔小）

R8=2595;（分度圆直径）

R9=1.382;（起始C值，根据实际值修改）

R11=-801.3;（机械坐标系与工作坐标系Z值差值，根据实际值修改）

R2=0.3  R3=0  R4=2.309  R6=-35  R7=1.78991;（常量值查表）

G0 Z=R5+100

M2=3 S2=300

TRANSMIT

ROT RPL=-R9

DIAMOF

G01 X=R8/2 Y0 F400

G01 Z=R5+20

G01 Z=R5

G02 X=R8/2+R1 Y0 I=R1/2 J0

AA：G01 Z=R5+R3*R4/360 X=（R1+TAN（R7）*R3*R4/360）*COS（R3）+R8/2

Y=（R1+TAN（R7）*R3*R4/360）*SIN（R3） F100

R3=R3-R2

IF R3>=-（-R6/R4）*360 GOTOB AA

G01 X=R8/2 Y0

G0 Z=R5+100

M5

M30

3 结论

通过实践应用，SINUMERIK840D立式车铣加工中心运用宏程序铣直螺纹和锥螺纹这种方法能够满足顾客的技术与使用要求;在实际加工时，通过修改数控机床的刀具半径补偿值，可以很方便地控制螺纹的尺寸，可以通过修改R参数来满足不同型号的螺纹加工，能大大地提高生产效率和质量，降低企业的生产成本。也为立式车铣加工中心铣螺纹提供了思路和方法，在生产实践中有着积极意义。

参考文献：

[1]时磊.机械加工工艺探究[J].工程技术，2013（12）.

[2]陈光明.基于数控加工的工艺设计原则及方法研究[J].制造业自动化，2005（9）：54-59+72.