在数控车床上已有螺纹的继续切削

冷月梧桐

• 车削加工中，螺纹的切削占有很大比重。在石油钻采业，其所用的油管、钻杆、钻铤及相应的接头等的切削加工主要是螺纹的切削，特别是英制锥螺纹的切削加工。因此，各种数控车床都具有公制或英制螺纹切削功能，以满足加工要求。
  

　　车削加工中，螺纹的切削占有很大比重。在石油钻采业，其所用的油管、钻杆、钻铤及相应的接头等的切削加工主要是螺纹的切削，特别是英制锥螺纹的切削加工。因此，各种数控车床都具有公制或英制螺纹切削功能，以满足加工要求。

　　在这些行业中，除了在新管子、新接头等的毛坯上直接加工螺纹外，很大一部分工作是对已使用过的油管、钻杆、钻铤等的螺纹部分进行修复。由于这些工件的端部是锥螺纹，在其端部截除一部分后重新加工圆锥面，然后再加工螺纹则是大多数生产厂家所采用的方法。截除部分越少，越有利于这些工件的重复使用。然而，所面临的题目是如何在保存有原螺纹的圆锥面上，按原有螺纹的轨迹加工出新的螺纹。这个题目在普通车床上比较轻易解决，但在使用数控车床时，大多数数控系统都无法解决这个题目。我们利用NUM1040T数控系统的“螺纹继续切削”的功能圆满的解决了这个题目。

　　一、数控车床的螺纹切削功能

　　普通车床加工螺纹是通过主轴与刀架间的内联系传动链来保证的，即主轴每转一转，刀架移动一个螺纹的导程。在整个螺纹的加工过程中，这条传动链不能断开，断开则乱扣。

　　同样，在数控机床上加工螺纹也必须保证这个关系。由于数控机床的主轴与进给轴之间没有普通车床之间这种刚性内联系传动链，因此只能通过对主轴和进给轴的控制来保证螺纹的加工。各种数控系统采用的方法几乎都是相同的，安装轴编码器，进给轴的速度和位移量跟踪主轴的速度和转角，从而实现螺纹加工，而主轴编码器的标记信号则是进给轴移动的基准信ha号。 螺纹加工指令因使用的数控系统的不同而有些差异，下面以NUM1040T数控系统为例，

　　说明螺纹的加工(指令为G33)。

　　加工圆柱螺纹时，通常编程如下：

　　N..G00 Xa Za

　　N..G33 Xc Zc K.. P.. S..

　　程序中： Xc , Zc—— 螺纹的终点位置;

　　K..—— 螺纹的导程(或螺距);

　　P..—— 螺纹的总深度;

　　S..—— 螺纹的切削次数。

　　加工过程如下图所示。首先，刀具快进到(Xa，Za)，再快移到(Xbi,Zb)[Xbi=Xc+ΔX·i (i =1,2,…,s)].当系统丈量到主轴编码器的标记信号时，刀具便按主轴一转移动一个k值而进进随动状态，加工至Zc处又返回起始点。如此循环，便加工出所要求的螺纹。值得夸大的是，数控机床加工螺纹时，主轴编码器的标记信号是进给轴进进随动状态的发令信号。

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　　二、数控车床上的螺纹继续切削功能

　　上面提到的螺纹切削功能只适用于工件一次装夹的情况。当所加工的工件需卸下进行丈量或热处理等其他工序处理后，再次装夹，继续进行螺纹切削，或对工件进行修扣等处理时继续采用螺纹切削功能将造成乱扣现象。实在质是工件重新装夹后，已破坏了原来刀具运动起始点与主轴标记信号之间的关系。

　　为了解决这个题目，NUM数控系统设置了“螺纹继续切削”功能。其思路是：采用手工对刀的方式，在任意位置得到原有螺纹某点处的位置及主轴对应的转角，以此作为螺纹切削功能—G33指令中的两个参数;系统根据这两个参数自动计算出起刀点对应的主轴转角;加工时，当主轴转至该转角时，发出指令信号，使伺服轴进进随动状态。显然，“螺纹切削”功能与“螺纹继续切削”功能的主要区别就是两个功能的起刀点对应的主轴转角不同。

　　实际应用时，必须考虑在自动循环过程中如何实现人工对刀及对刀数据的自动载进。对此，可编制一个子程序，程序编制步骤如下：

　　① 定义变量;

　　② 停止主轴，检测主轴编码器工作状态;

　　③ 对进给运动编程停止;

　　④ 手动对刀;

　　⑤ 自动记录对刀点的位置和对应的转角;

　　⑥ 重新启动主轴和进给运动。

　　在应用“螺纹继续切削”功能之前，调用该子程序即可。

　　编程例子如下：

　　%10038 (螺纹继续切削功能的人工对刀和数据存储)

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

　　[Bpom] = 91124 + [Bpos]=90100 +

　　[Zappris] [Xappris] [Bappris]

　　ENDV

　　M05

　　WHILE E[Bpom] = 1 DO G04 F.1 (检测主轴标记信号)

　　ENDW

　　M12 (进给轴编程停止，进进人工对刀，在按下循环开始键后读取对刀时主轴转角和进给轴的位置)

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

　　M12 (按下循环开始键后存储数据，并进进自动循环状态)

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

　　%10 (主程序)

　　…

　　G77 H10038 (调用子程序%10038)

　　M03 S..

　　…

　　G00 Xa Za

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

　　程序中各指令，变量及参数的含义请参考NUM数控系统的有关资料

　　三、结语

　　“螺纹继续切削”功能扩展了数控车床的应用范围，使得螺纹的修复等加工要求在数控车床上成为可能，为以修复为主的机械制造业提供了先进的制造设备。我们在为某石油工具基地改造的数控车床上应用了此功能，解决了进口油管上普通车床无法加工的特殊扣型的修复题目，得到用户的肯定。

                                                      

mecheng

好东西，不过没看懂，这两天有个粗铣的蜗杆要精车，还没思路呢，大侠不知道有什么建议

把刀用好

夹持部位是毛坯面的工件，螺纹中径已经到位，就最后一两牙不通，或者说螺纹有效长度不够，用这个都不好返修的。因为毛坯面的重复夹持导致跳动至少0.1级别，但是螺纹中径到位了无法再往下修了，所以此时就算对刀对好了，螺纹也无法修了。一车的话前面的螺纹立马报废。这个功能就一鸡肋。

ttlegyq

这个是用来粗加工精加工分开的，好东西，不过对主轴来说需要主轴伺服或主轴定位变频。
  q4 n7 U8 T' h不过你要修螺纹那对刀可是大难题。

我爱冰红茶

高手啊

老飘

貌似这个有搞头…………

夜总是要来的

实际用处不大。。。

焦先生v5

思路比较清晰，主要是将程序加入了手动对刀的过程，不知效果如何啊？

张睿良

把刀用好 发表于 2014-3-16 22:50
夹持部位是毛坯面的工件，螺纹中径已经到位，就最后一两牙不通，或者说螺纹有效长度不够，用这个都不好返修 ...

( i; k/ S/ e8 {锥螺纹可以

however1241

看了半天，不过没看懂