在數控車床上已有螺紋的繼續切削

冷月梧桐

• 車削加工中，螺紋的切削占有很大比重。在石油鉆采業，其所用的油管、鉆桿、鉆鋌及相應的接頭等的切削加工主要是螺紋的切削，特別是英制錐螺紋的切削加工。因此，各種數控車床都具有公制或英制螺紋切削功能，以滿足加工要求。
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　　車削加工中，螺紋的切削占有很大比重。在石油鉆采業，其所用的油管、鉆桿、鉆鋌及相應的接頭等的切削加工主要是螺紋的切削，特別是英制錐螺紋的切削加工。因此，各種數控車床都具有公制或英制螺紋切削功能，以滿足加工要求。

　　在這些行業中，除了在新管子、新接頭等的毛坯上直接加工螺紋外，很大一部分工作是對已使用過的油管、鉆桿、鉆鋌等的螺紋部分進行修復。由于這些工件的端部是錐螺紋，在其端部截除一部分后重新加工圓錐面，然后再加工螺紋則是大多數生產廠家所采用的方法。截除部分越少，越有利于這些工件的重復使用。然而，所面臨的題目是如何在保存有原螺紋的圓錐面上，按原有螺紋的軌跡加工出新的螺紋。這個題目在普通車床上比較輕易解決，但在使用數控車床時，大多數數控系統都無法解決這個題目。我們利用NUM1040T數控系統的“螺紋繼續切削”的功能圓滿的解決了這個題目。

　　一、數控車床的螺紋切削功能

　　普通車床加工螺紋是通過主軸與刀架間的內聯系傳動鏈來保證的，即主軸每轉一轉，刀架移動一個螺紋的導程。在整個螺紋的加工過程中，這條傳動鏈不能斷開，斷開則亂扣。

　　同樣，在數控機床上加工螺紋也必須保證這個關系。由于數控機床的主軸與進給軸之間沒有普通車床之間這種剛性內聯系傳動鏈，因此只能通過對主軸和進給軸的控制來保證螺紋的加工。各種數控系統采用的方法幾乎都是相同的，安裝軸編碼器，進給軸的速度和位移量跟蹤主軸的速度和轉角，從而實現螺紋加工，而主軸編碼器的標記信號則是進給軸移動的基準信ha號。 螺紋加工指令因使用的數控系統的不同而有些差異，下面以NUM1040T數控系統為例，

　　說明螺紋的加工(指令為G33)。

　　加工圓柱螺紋時，通常編程如下：

　　N..G00 Xa Za

　　N..G33 Xc Zc K.. P.. S..

　　程序中： Xc , Zc—— 螺紋的終點位置;

　　K..—— 螺紋的導程(或螺距);

　　P..—— 螺紋的總深度;

　　S..—— 螺紋的切削次數。

　　加工過程如下圖所示。首先，刀具快進到(Xa，Za)，再快移到(Xbi,Zb)[Xbi=Xc+ΔX·i (i =1,2,…,s)].當系統丈量到主軸編碼器的標記信號時，刀具便按主軸一轉移動一個k值而進進隨動狀態，加工至Zc處又返回起始點。如此循環，便加工出所要求的螺紋。值得夸大的是，數控機床加工螺紋時，主軸編碼器的標記信號是進給軸進進隨動狀態的發令信號。

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　　二、數控車床上的螺紋繼續切削功能

　　上面提到的螺紋切削功能只適用于工件一次裝夾的情況。當所加工的工件需卸下進行丈量或熱處理等其他工序處理后，再次裝夾，繼續進行螺紋切削，或對工件進行修扣等處理時繼續采用螺紋切削功能將造成亂扣現象。實在質是工件重新裝夾后，已破壞了原來刀具運動起始點與主軸標記信號之間的關系。

　　為了解決這個題目，NUM數控系統設置了“螺紋繼續切削”功能。其思路是：采用手工對刀的方式，在任意位置得到原有螺紋某點處的位置及主軸對應的轉角，以此作為螺紋切削功能—G33指令中的兩個參數;系統根據這兩個參數自動計算出起刀點對應的主軸轉角;加工時，當主軸轉至該轉角時，發出指令信號，使伺服軸進進隨動狀態。顯然，“螺紋切削”功能與“螺紋繼續切削”功能的主要區別就是兩個功能的起刀點對應的主軸轉角不同。

　　實際應用時，必須考慮在自動循環過程中如何實現人工對刀及對刀數據的自動載進。對此，可編制一個子程序，程序編制步驟如下：

　?、?定義變量;

　　② 停止主軸，檢測主軸編碼器工作狀態;

　?、?對進給運動編程停止;

　?、?手動對刀;

　?、?自動記錄對刀點的位置和對應的轉角;

　　⑥ 重新啟動主軸和進給運動。

　　在應用“螺紋繼續切削”功能之前，調用該子程序即可。

　　編程例子如下：

　　%10038 (螺紋繼續切削功能的人工對刀和數據存儲)

　　VAR = [.BM69]*3 + [.BM68] + [.BM68] + [.BM67]

　　[Bpom] = 91124 + [Bpos]=90100 +

　　[Zappris] [Xappris] [Bappris]

　　ENDV

　　M05

　　WHILE E[Bpom] = 1 DO G04 F.1 (檢測主軸標記信號)

　　ENDW

　　M12 (進給軸編程停止，進進人工對刀，在按下循環開始鍵后讀取對刀時主軸轉角和進給軸的位置)

　　[Bappris] = E[Bpos]/1000 [Xappris] = UE70000 [Zappris] = UE72000

　　M12 (按下循環開始鍵后存儲數據，并進進自動循環狀態)

　　SAVE [Bappris]/ [Xappris] /[Zappris]

　　%10 (主程序)

　　…

　　G77 H10038 (調用子程序%10038)

　　M03 S..

　　…

　　G00 Xa Za

　　G33 Z..X..K..P..S..EZ(Zappris) EC(Bappris)

　　程序中各指令，變量及參數的含義請參考NUM數控系統的有關資料

　　三、結語

　　“螺紋繼續切削”功能擴展了數控車床的應用范圍，使得螺紋的修復等加工要求在數控車床上成為可能，為以修復為主的機械制造業提供了先進的制造設備。我們在為某石油工具基地改造的數控車床上應用了此功能，解決了進口油管上普通車床無法加工的特殊扣型的修復題目，得到用戶的肯定。

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mecheng

好東西，不過沒看懂，這兩天有個粗銑的蝸桿要精車，還沒思路呢，大俠不知道有什么建議

把刀用好

夾持部位是毛坯面的工件，螺紋中徑已經到位，就最后一兩牙不通，或者說螺紋有效長度不夠，用這個都不好返修的。因為毛坯面的重復夾持導致跳動至少0.1級別，但是螺紋中徑到位了無法再往下修了，所以此時就算對刀對好了，螺紋也無法修了。一車的話前面的螺紋立馬報廢。這個功能就一雞肋。

ttlegyq

這個是用來粗加工精加工分開的，好東西，不過對主軸來說需要主軸伺服或主軸定位變頻。
不過你要修螺紋那對刀可是大難題。

我愛冰紅茶

高手啊

老飄

貌似這個有搞頭…………

夜總是要來的

實際用處不大。。。

焦先生v5

思路比較清晰，主要是將程序加入了手動對刀的過程，不知效果如何啊？

張睿良

把刀用好 發表于 2014-3-16 22:50
夾持部位是毛坯面的工件，螺紋中徑已經到位，就最后一兩牙不通，或者說螺紋有效長度不夠，用這個都不好返修 ...

錐螺紋可以

however1241

看了半天，不過沒看懂