在數(shù)控車床上已有螺紋的繼續(xù)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(yè)，其所用的油管、鉆桿、鉆鋌及相應(yīng)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(shù)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(yè)，其所用的油管、鉆桿、鉆鋌及相應(yīng)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(shù)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(yè)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(jìn)行修復(fù)。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(shù)生產(chǎn)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(fù)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(shù)控車床時，大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)都無法解決這個題目。我們利用NUM1040T數(shù)控系統(tǒng)的“螺紋繼續(xù)切削”的功能圓滿的解決了這個題目。

　　一、數(shù)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(nèi)聯(lián)系傳動鏈來保證的，即主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架移動一個螺紋的導(dǎo)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(shù)控機(jī)床上加工螺紋也必須保證這個關(guān)系。由于數(shù)控機(jī)床的主軸與進(jìn)給軸之間沒有普通車床之間這種剛性內(nèi)聯(lián)系傳動鏈，因此只能通過對主軸和進(jìn)給軸的控制來保證螺紋的加工。各種數(shù)控系統(tǒng)采用的方法幾乎都是相同的，安裝軸編碼器，進(jìn)給軸的速度和位移量跟蹤主軸的速度和轉(zhuǎn)角，從而實(shí)現(xiàn)螺紋加工，而主軸編碼器的標(biāo)記信號則是進(jìn)給軸移動的基準(zhǔn)信ha號。 螺紋加工指令因使用的數(shù)控系統(tǒng)的不同而有些差異，下面以NUM1040T數(shù)控系統(tǒng)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(diǎn)位置;

　　K..—— 螺紋的導(dǎo)程(或螺距);

　　P..—— 螺紋的總深度;

　　S..—— 螺紋的切削次數(shù)。

　　加工過程如下圖所示。首先，刀具快進(jìn)到(Xa，Za)，再快移到(Xbi,Zb)[Xbi=Xc+ΔX·i (i =1,2,…,s)].當(dāng)系統(tǒng)丈量到主軸編碼器的標(biāo)記信號時，刀具便按主軸一轉(zhuǎn)移動一個k值而進(jìn)進(jìn)隨動狀態(tài)，加工至Zc處又返回起始點(diǎn)。如此循環(huán)，便加工出所要求的螺紋。值得夸大的是，數(shù)控機(jī)床加工螺紋時，主軸編碼器的標(biāo)記信號是進(jìn)給軸進(jìn)進(jìn)隨動狀態(tài)的發(fā)令信號。

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　　二、數(shù)控車床上的螺紋繼續(xù)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(dāng)所加工的工件需卸下進(jìn)行丈量或熱處理等其他工序處理后，再次裝夾，繼續(xù)進(jìn)行螺紋切削，或?qū)�工件進(jìn)行修扣等處理時繼續(xù)采用螺紋切削功能將造成亂扣現(xiàn)象。實(shí)在質(zhì)是工件重新裝夾后，已破壞了原來刀具運(yùn)動起始點(diǎn)與主軸標(biāo)記信號之間的關(guān)系。

　　為了解決這個題目，NUM數(shù)控系統(tǒng)設(shè)置了“螺紋繼續(xù)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(diǎn)處的位置及主軸對應(yīng)的轉(zhuǎn)角，以此作為螺紋切削功能—G33指令中的兩個參數(shù);系統(tǒng)根據(jù)這兩個參數(shù)自動計(jì)算出起刀點(diǎn)對應(yīng)的主軸轉(zhuǎn)角;加工時，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)至該轉(zhuǎn)角時，發(fā)出指令信號，使伺服軸進(jìn)進(jìn)隨動狀態(tài)。顯然，“螺紋切削”功能與“螺紋繼續(xù)切削”功能的主要區(qū)別就是兩個功能的起刀點(diǎn)對應(yīng)的主軸轉(zhuǎn)角不同。

　　實(shí)際應(yīng)用時，必須考慮在自動循環(huán)過程中如何實(shí)現(xiàn)人工對刀及對刀數(shù)據(jù)的自動載進(jìn)。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(tài);

　　③ 對進(jìn)給運(yùn)動編程停止;

　�、� 手動對刀;

　�、� 自動記錄對刀點(diǎn)的位置和對應(yīng)的轉(zhuǎn)角;

　�、� 重新啟動主軸和進(jìn)給運(yùn)動。

　　在應(yīng)用“螺紋繼續(xù)切削”功能之前，調(diào)用該子程序即可。

　　編程例子如下：

　　%10038 (螺紋繼續(xù)切削功能的人工對刀和數(shù)據(jù)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(biāo)記信號)

　　ENDW

　　M12 (進(jìn)給軸編程停止，進(jìn)進(jìn)人工對刀，在按下循環(huán)開始鍵后讀取對刀時主軸轉(zhuǎn)角和進(jìn)給軸的位置)

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

　　M12 (按下循環(huán)開始鍵后存儲數(shù)據(jù)，并進(jìn)進(jìn)自動循環(huán)狀態(tài))

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

　　%10 (主程序)

　　…

　　G77 H10038 (調(diào)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(shù)的含義請參考NUM數(shù)控系統(tǒng)的有關(guān)資料

　　三、結(jié)語

　　“螺紋繼續(xù)切削”功能擴(kuò)展了數(shù)控車床的應(yīng)用范圍，使得螺紋的修復(fù)等加工要求在數(shù)控車床上成為可能，為以修復(fù)為主的機(jī)械制造業(yè)提供了先進(jìn)的制造設(shè)備。我們在為某石油工具基地改造的數(shù)控車床上應(yīng)用了此功能，解決了進(jìn)口油管上普通車床無法加工的特殊扣型的修復(fù)題目，得到用戶的肯定。

                                                      

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(jīng)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?yàn)槊�坯面的重�?fù)夾持導(dǎo)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(bào)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(shí)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�。�

張睿良

把刀用好 發(fā)表于 2014-3-16 22:50
6 R& n* U( p3 e# ?1 k# Y夾持部位是毛坯面的工件，螺紋中徑已經(jīng)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