淺談錐度螺紋的加工方法

1、廣州工程技術職業(yè)學院廣州數(shù)控設備有限公司畢業(yè)設計（論文）題目：淺談錐度螺紋的加工方法系 （ 院 ）：機電工程系專業(yè)班級:11 數(shù)控技術（3 班）學生姓名：陳萬里學號2111421109012指導教師：梁楚亮 汪菊英完成日期：2014.01.08廣州工程技術職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）任務書編號： GIT-QI-A6-28姓名陳萬里學號2111421109012 畢業(yè)屆別2014 年專業(yè)數(shù)控技術畢業(yè)設計（論文）題目淺談錐度螺紋的加工方法指導教師梁楚亮學歷大學?？坡毞Q技師指導教師汪菊英學歷碩士職稱副教授具體要求1根據有關企業(yè)市場需求的、指導教師所給定的和自己選定項目為畢業(yè)設計課題。2搜集準備設計資料和

2、相關手冊。3確定畢業(yè)設計課題的實施步驟。4繪制出產品的相關圖形。5編寫畢業(yè)設計說明書。進度安排1 2013 年10 月12 日至10 月17 日完成課題選擇，并搜集準備設計資料和手冊。2 2013 年10 月18 日至11 月10 日完成畢業(yè)論文的主要部分內容。3 2013 年11 月11 日至11 月30 日編寫畢業(yè)論文設計說明書。4 2013 年12 月01 日至12 月31 日指導教師審核全部設計資料。5 2014 年01 月01 日至01 月08 日修改并打印全部設計資料，上交給校內指導老師。廣州數(shù)控設備有限公司指導教師簽字：年月日專業(yè)組長意見：專業(yè)組長簽字：年月日題目發(fā)出日期2013

3、 年 10 月 12 日設計（論文）起止時間2013 年 10 月 12 日到2014 年 01 月 08 日廣州工程技術職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）指導記錄編號： GIT-QI-A6-30課題名稱淺談錐度螺紋的加工方法課題來源教師指定課題類型AX指導 教師梁楚亮 汪菊英學生姓名陳萬里學 號2111421109012專業(yè)數(shù)控技術開題報告內容：“壓榨機螺桿”一般用四軸加工中心加工，但是其加工的難度高、效率低, 一般企業(yè)里都沒有購置昂貴的設備。用四軸加工中心的銑銷方法，雖然能達到零件的加工精度，但加工周期太長，要求的設備不符合現(xiàn)實生產和經濟效益最大化，本文用普通的數(shù)控車床一次性裝夾加工，既能達到零件的

4、技術要求，也可以保證工件同軸度和加工精度。所以選用經濟形的車床宏程序的編程方法來實現(xiàn)錐度螺桿的加工就可達到預期效果。方法及預期目的：通過對宏程序的學習和掌握及利用現(xiàn)有的設備、工具和技術員的能力，并準確了解零件的復雜程度和操作難度，熟悉零件關鍵部位的尺寸和表面質量，對零件進行“一夾一頂”和有的放矢的加工，設計最優(yōu)化、最合理的加工工藝。經過數(shù)控車床多次生產證明，解決了錐度螺紋的爛牙及收尾，重復對刀拆卸裝夾而導致加工時間長、誤差大等問題，保證了零件的質量和穩(wěn)定性，滿足了客戶的需求，取得了良好的經濟效益。指導教師簽名：日期：課題類型：（1）A工程設計； B技術開發(fā)； C軟件工程； D理論研究；（2）X

5、真實課題；Y模擬課題；Z虛擬課題（ 1） 、 （ 2）均要填，如AY、 BX等。專業(yè) ： 數(shù)控技術畢業(yè)屆別：2014年姓名陳萬里學號2111421109012指導教師梁楚亮汪菊英畢業(yè)設計（論文）題目淺談錐度螺紋的加工方法日期指導內容存在問題教師、學生簽字2013-10-22工件誤差大打點深度不夠，頂針沒有頂緊，晃動太大2013-10-23齒寬誤差大反向間隙問題2013-10-25撞刀機床Z 軸失步2013-10-27斷刀切斷刀槽寬開槽問題2013-10-27螺紋爛牙螺旋升角角度不夠2013-10-29螺紋收尾不好退刀角度沒算好注：本表由指導教師根據畢業(yè)設計（論文）指導工作方案和實際指導情況填寫

6、，畢業(yè)設計（論文） 完成后附在設計（論文）的封底之前編號： GIT-QI-A6-32廣州工程技術職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）評閱書姓名陳萬里學號2111421109012專業(yè)數(shù)控技術畢業(yè)設計（論文）題目淺談錐度螺紋的加工方法指導教師評語：得分評閱人簽字：摘要7關鍵詞71、 錐度螺紋的應用原理與結構7二、螺紋車削的難度分析83、 螺紋成型工藝分析104、 刀具角度、材料和切削液的選擇10五、加工工藝過程11六、 宏程序的應用12七、程序編寫18八、 注意事項22九、試車后的效果圖23十、 結束語 23參考文獻24淺談錐度螺紋的加工方法【內容摘要】錐度螺紋在一些行業(yè)中應用極廣，但在生產加工中存在較大的

7、技術難度，傳統(tǒng)的加工方法通常用四軸加工中心的銑銷方法，雖然能達到零件的加工精度，但加工周期太長，要求的設備不符合現(xiàn)實生產和經濟效益最大化，本文介紹用普通的數(shù)控車床一次性裝夾加工，既能達到零件的技術要求，也可以保證工件同軸度和加工精度。錐度螺紋在一些行業(yè)的用途十分廣泛，如壓榨機，壓榨過濾機械的種類很多，結構多種多樣，其中螺桿壓榨機是比較典型的一種結構。其結構相對簡單，工作可靠性高，應用十分廣泛。所以選用經濟形的車床宏程序的編程方法來實現(xiàn)錐度螺桿的加工就可達到預期效果?！娟P鍵詞】錐度螺紋、數(shù)控車削、宏程序、 編程一、錐度螺紋的應用原理與結構（一）壓榨機的工作原理螺旋式壓榨機工作過程是輸送螺旋將進入

8、料箱的物料推向壓榨螺旋，通過壓榨螺旋的螺距減小和軸徑增大，并在篩壁和錐形體阻力的作用下，使物料所含的液體物（ 果汁 ） 被擠壓出。擠出的液體從篩孔中流出，集中在接汁斗內。壓榨后的果渣，經篩筒末端與錐形體之間排出機外，錐形體后部裝有彈簧，通過調節(jié)彈簧的預緊力和位置，可改變排阻力和出渣口的大小，用來調節(jié)壓榨的干濕過程。（二 ）壓榨機螺桿的結構螺桿壓榨機的結構主要工作部件是螺旋桿，它是通過螺桿每個螺距螺紋溝槽容積的逐漸減小而達到擠壓物料的目的。進料端一個螺距的螺紋溝槽容積與出料端一個螺距。但是，如何精密加工出錐度錐度絲桿卻長期沒能得到很好的解決。一直以來都是在四軸加工中心上完成，精度雖高，但加工周期

9、長，并且不符合現(xiàn)實生產和經濟效益最大化。隨著數(shù)控技術的發(fā)展，使數(shù)控車削錐度錐度螺紋成為可能，很好的解決了錐度錐度螺紋的加工效率和加工質量問題。圖1 所示為錐度錐度螺桿。1- 錐度螺桿二、螺紋車削的難度分析( 一 ) 錐度變化規(guī)律分析螺紋的錐度是按直徑是變化的，在廣數(shù)GSK980TDa系統(tǒng)中車削錐度螺紋的切削指令。其格式為：G32 X(U)_ Z(W) _F(I) _J_KX(U)、 Z(W)：螺紋終點的坐標起點和終點的X坐標值相同(不輸入X或 U)時，進行直螺紋切削；起點和終點的Z 坐標值相同(不輸入Z或 W) 時，進行端面螺紋切削；F: 公制螺紋;I: 英制螺紋;J ：為螺紋退尾時在短軸方向

10、的移動量(退尾量，有方向性，當其為負值時，退尾方向將與進刀方向相同)，取值范圍-9999.9999999.999Mm。K: 為螺紋退尾時在長軸方向的長度，取值范圍09999.999mm。( 二 ) 對編程效率的影響 錐度螺紋雖然可以用平常的編程方法來進行編程，但是在加工零件的過程中，刀具肯定會出現(xiàn)磨損甚至崩刀的情況，此時必須對程序進行大量修改。修改的工作量很大，也容易出錯，不僅不能達到數(shù)控車床的高效率，反而還制約了生產效率，使大量時間都浪費在程序的編制和修改上。而運用宏程序車削牙頂寬等距錐度螺紋，即使遇到刀具磨損也無需重新編寫程序，只要修改刀頭寬變量即可，省時快捷，從而節(jié)省了再次編程時間，并減

11、輕了操作人員的工作負擔。后續(xù)例子會詳細對比平常的編程與宏程序編程加工牙頂寬等距錐螺紋的方法。（三 ） 牙寬、槽寬與刀寬的關系車削牙寬、槽寬相等的方牙錐度螺桿，在車削的過程中，刀具寬度要隨著車削的過程逐漸均勻變大。實際上，刀具是不可能在車削過程中改變形狀的。而采用宏程序來改變相應起到點的趕刀方法，則可順利完成零件的車削加工。刀具寬度與導程之間的關系如下：計算刀具起始坐標和起始螺距加工螺紋時刀具在Z 方向要離開螺紋起始點一定距離。對于等螺距螺紋，這段距離沒有嚴格要求，為保證零件首扣螺紋的螺距符合圖紙要求，必須嚴格確定刀具的起始位置。設刀具在Z 軸起始位置為一個螺距的一半。該定位Z=F/2，本例中取

12、起始位為=12/2=6計算剩余余量和需切削次數(shù)：先中間切削一刀。最大剩余余量G32螺距 -刀寬-牙頂寬。最大剩余余量12-3-3=6還需切削的最少次數(shù)=最大剩余余量/刀 1寬（ 上取整 ）還需切削最少次數(shù)=6/ 3=2本例取切削次數(shù)為2 次，為左右各偏一刀即可。注意Z 值每次偏移不可以大于刀具的寬度?，F(xiàn)在 Z軸各偏 2.9mm，留0.2mm余量精車螺紋。（ 四 ） 進刀量的選擇車削牙寬、槽寬相等的方牙錐度螺桿，進給量及定位起點是變化的，因每次向X方向進刀、Z方向趕刀和F 值都要編寫程序，造成程序累贅，進給參數(shù)更改繁瑣。而運用宏程序的運算功能，則可通過設定初始值、終止值和運算變化即可自行加減運算

13、出X、 Z、 F 及起刀點的變化值，同時可以靈活更改設置出合理的進給量。三、螺紋成型工藝分析2- 錐度螺桿加工錐度螺桿，需要主軸帶動工件勻速轉動，刀具作軸向勻速移動車削，才可形成錐度螺旋線。根據加工原理，一般螺紋車削分四步進行：首先車出一個槽等寬導程的螺紋。第二步往右邊趕刀，因為剛車完的槽等寬導程的螺紋兩邊牙側還達不到粗糙度的要求，所以往右邊趕刀是應先修光右邊的牙側。第三步往左邊趕刀，直至車削到尺寸。第四步就是每次偏移Z軸達到精加工效果。（一）刀具角度由于錐度等螺紋的直徑是變化的，因而應選擇螺距計算螺旋角。見表 1螺旋角計算公式tg =(p n)/( d2)螺距螺距P1 12直徑D=28d1=

14、16螺旋角9。 855 螺紋螺旋角（度）P: 螺距 n: 螺紋頭數(shù)（mm） d2: 螺紋中經（mm）表1為了防止車刀后角與螺紋表面摩擦，左刀刃后角應為10 + ，根據表中所算由于螺紋直徑D與 d1 的 相差不大，所以車刀后角前端角度略大于后端角度即可，以增加車刀剛性，使之不易折斷。為了使刀頭有足夠的強度，刀頭長度不宜過長，一般取L=h+（78mm。）車刀的刀頭寬度最大應等于牙槽寬。為了減少螺紋牙側的粗糙度，在車刀的兩側刀刃上應磨有C=0.30.5mm的修光刃，如圖3所示。3-刀具角度（ 二 ） 刀具材料和切削液工件材料為不銹鋼，屬韌性材質，切削刀具易斷裂，材質也比較硬。為了提高生產效率，在粗車

15、時應采用直進刀的方法。這樣刀具三面要同時受力，受熱面積比較大，刀尖也易磨損，并會產生振動，造成“扎刀”。為避免上述情況的出現(xiàn)，一方面選用鎢鈷類的材料的車刀進行車削，另一方面應采用“切削油”來進行連續(xù)冷卻，清除在高溫情況下產生“粘刀”的現(xiàn)象，避免刀尖在高溫下磨損太快，提高工件的光潔度。同時，應根據實際車削的振動情況和生產效率，適當增加或減少徑向（X軸方向）進刀量。五、加工工藝過程（ 一 ） 用外圓車刀平端面，用A4的中心鉆打定位孔。28 的外圓。（螺旋升角為9.855 ）車削，用左刀尖對刀。（四）切斷工件。機械加工中常有由復雜曲線所構成的非圓曲線（ 如橢圓曲線等零件，隨補和圓弧插補功能，非圓曲線

16、形狀的工件在數(shù)控車削中屬于較復雜的零件類別，一般運用擬合法來進行加工。而此類方法的特點是根據零件圖紙的形狀誤差要求，把曲線用許多小段的直線來代替，根據零件圖紙的形狀誤差，如果要求高，直線的段數(shù)就多，雖然可以憑借CAD軟件來計算節(jié)點的坐標，但是節(jié)點太多也導致了加工中的不方便，如果能靈活運用宏程序，則可以方便簡捷地進行編程，從而提高加工效率。（一）宏程序編程的基本流程其實說起來宏就是用公式來加工零件的，比如說橢圓，如果沒有宏的話，我們要逐點算出曲線上的點，然后慢慢來用直線逼近，如果是個光潔度要求很高的工件的話，那么需要計算很多的點，可是應用了宏后，我們把橢圓公式輸入到系統(tǒng)中然后我們給出Z坐標并且每

17、次加10um那么宏就會自動算出X 坐標并且進行切削，實際上宏在程序中主要起到的是運算作用。 。 宏一般分為A 類宏和 B 類宏。 A 類宏是以G65 Hxx P#xx Q#xx R#xx的格式輸入的，而B 類宏程序則是以直接的公式和語言輸入的和C 語言很相似在法蘭克、廣數(shù)等系統(tǒng)中應用比較廣。（二）宏程序的優(yōu)點數(shù)控系統(tǒng)為用戶配備了強有力的類似于高級語言的宏程序功能，用戶可以使用變量進行算術運算、邏輯運算和函數(shù)的混合運算，此外宏程序還提供了循環(huán)語句、分支語句和子程序調用語句，利于編制各種復雜的零件加工程序，減少乃至免除手工編程時進行繁瑣的數(shù)值計算，以及精簡程序量。宏程序指令適合拋物線、橢圓、雙曲線

18、等沒有插補指令的曲線編程；適合圖形一樣，只是尺寸不同的系列零件的編程；適合工藝路徑一樣，只是位置參數(shù)不同的系列零件的編程。較大地簡化編程；擴展應用范圍。（三）宏程序的分類1、 B 類宏程序由于現(xiàn)在B 類宏程序的大量使用，但在一些老系統(tǒng)中，比如部分GSK系統(tǒng)中上沒有公式符號，連最簡單的等于號都沒有，為此用不了B 類宏程序的話就只能在計算機上編好再通過RS232 接口傳輸?shù)臄?shù)控系統(tǒng)中，可是如果我們沒有電腦和RS232接口的話，那么只有手工輸入A 類宏程序到系統(tǒng)來進行宏程序編制了，下面簡單介紹一下A 類宏的引用;2、 A 類宏程序A 類宏程序格式是用G65 Hxx P#xx Q#xx R#xx 或

19、G65 Hxx P#xx QxxRxx 格式輸入的，xx 的意思就是數(shù)值，是以um 級的量輸入的，比如你輸入 100 那就是0。 1MM 。 #xx就是變量號，變量號就是把數(shù)值代入到一個固定 的 地 址 中 ， 固 定 的 地 址 就 是 變 量 ， 一 般 GSK 系 統(tǒng) 中 有#0#200#299#500#999。 關閉電源時變量#200#299被初始化成“空 ”， 而變量 #500#999保持數(shù)據。我們如果說#200=30那么現(xiàn)在#200地址內的數(shù)據就是 30 了，就是這么簡單。好現(xiàn)在我來說一下H 代碼，大家可以看到A類宏的標準格式中#xx 和 xx 都是數(shù)值，而 G65 表示使用A 類

20、宏， 那么這個H 就是要表示各個數(shù)值和變量號內的數(shù)值或者各個變量號內的數(shù)值與其他變量號內的數(shù)值之間要進行一個什么運算，可以說你了解了H 代碼 A 類宏程序你基本就可以應用，現(xiàn)在說一下H 代碼的各個含義:3、 A 類運算命令和轉移命令G65一般代碼格式：G65 Hm P# i Q# j R# k；m：表示運算命令或轉移命令功能。# i ：存入運算結果的變量名。# j ：進行運算的變量名1，可以是常數(shù)。# k ：進行運算的變量名2，可以是常數(shù)。代碼意義：# i = #j O # k運算符號，由Hm 決定例： P#100 Q#201 R#202 .#200 = #201 O #202；P#100 Q

21、#201 R15 .#200 = #201 O 15；P#100 Q-100 R#202 .#200 = -100 O #202；說明：變量是常數(shù)時不可以帶“#”；宏 A 運算（跳轉）表代碼格式功能定義G65 H01 P#I Q#J賦值運算# i = # j；把變量#j 的值賦給變量#iG65 H02 P#i Q#j R#k十進制加法運算# i = # j + # kG65 H03 P#i Q#j R#k十進制減法運算# i = # j - # kG65 H04 P#i Q#j R#k十進制乘法運算# i = # j # kG65 H05 P#i Q#j R#k十進制除法運算# i = # j

22、 # kG65 H11 P#i Q#j R#k二進制加法（或運算）# i = # j OR # kG65 H12 P#i Q#j R#k二進制乘法（與運算）# i = # j AND # kG65 H13 P#i Q#j R#k二進制異或# i = # j XOR # kG65 H21 P#i Q#j十進制開平方#i #jG65 H22 P#i Q#j十進制取絕對值# i = |# j |G65 H23 P#i Q#j R#k十進制取余數(shù)# i = (#j # k)的余數(shù)G65 H24 P#i Q#j十進制變?yōu)槎M制# i = BIN(# j )G65 H25 P#i Q#j二進制變?yōu)槭M制#

23、 i = BCD(# j )G65 H26 P#i Q#j R#k十進制乘除運算# i = # i # j # kG65 H27 P#i Q#j R#k復合平方根#i #j2 #k2G65 H31 P#i Q#j R#k正弦# i = # j sin(# k)G65 H32 P#i Q#j R#k余弦# i = # j cos(# k)G65 H33 P#i Q#j R#k正切# i = # j tan(# k)G65 H34 P#i Q#j R#k反正切# i = ATAN(# j / # k)G65 H80 Pn無條件轉移跳轉至程序段nG65 H81 Pn Q#j R#k條件轉移1如果 #

24、 j = # k，則跳轉至程序段n，否則順序執(zhí)行G65 H82 Pn Q#j R#k條件轉移2如果 # j # k，則跳轉至程序段n，否則順序執(zhí)行G65 H83 Pn Q#j R#k條件轉移3如果 # j # k ， 則跳轉至程序段n，否則順序執(zhí)行G65 H84 Pn Q#j R#k條件轉移4如果 # j 含等不大大小小義于等 于于于 等 于于于 等 于4、 B 類運算命令和轉移命令無條件的轉移格式：GOTO 1 ；GOTO；2條件轉移格式：IF GOTO n條件式：# j EQ #k 表示 =# jNE #k表示# jGT #k表示# jLT #k表示# jGE #k表示# jLE #k表示

25、例： IF#1 GT 10 GOTO 1；N100 G00 X10；循環(huán)語句格式：WHILEDO m； ( m=1， 2， 3)ENDm說明：1條件滿足時，執(zhí)行DOm到 ENDm，則從DOm的程序段不滿足時，執(zhí)行DOm到 ENDm的程序段。宏 B 運算（跳轉）表運算符功能舉例宏程序功能舉例=定義# i = # jTAN正切# i = TAN(# j)+加法# i = # j + # kATAN反正切# i = ATAN(# j)-減法# i = # j - # kSPART平方根# i = SPART (# j)*乘法# i = # j # kABS絕對值# i = ABS (# j)/除法#

26、 i = # j # kROUND舍入# i = ROUND (# j)SIN正弦# i =sin(# j)FIX上取整# i = FIX (# j)ASIN反正弦# i =Asin(# j)FUP下取整# i = FUP (# j)COS余弦# i =cos(# j)LN自然對數(shù)# i = LN (# j)ACOS反余弦# i =Acos(# j)EXP指數(shù)對數(shù)# i = EXP (# j)OR或運算# i = # j* OR* # kBIN十進制變?yōu)槎M制# i = BIN (# j)XOR異或運算# i = # j*X OR* # kBCD二進制變?yōu)槭M制# i = BCD (# j)A

27、ND與運算# i = # j*AND* # k七、程序編寫圖4(4) 為例 A類宏程序如下(GSK980TDa系統(tǒng))O0001M3 S100 T0202主軸正轉，用3mm切斷刀G65 H1 P#200 Q0賦值G65 H1 P#201 Q200定義X軸每次進刀0.2mmG65 H1 P#203 Q6000Z 軸定位距離G65 H1 P#210 Q2900Z 軸偏移量N10 G65 H85 P30 Q#200 R11900如果X軸的遞增量11.9, 程序就跳到 N30G65 H2 P#200 Q#200 R#201計算每次X軸遞增量G0 X30 Z#203定位G32 U-2 F12X軸進刀U-#

28、200 W-132 F12車螺紋X30 W-12退尾G65 H2 P#214 Q#203 R#210計算Z軸向右偏的坐標G0 Z#214定位G32 U-2 F12X軸進刀U-#200 W-132 F12車螺紋X30 W-12退尾G65 H3 P#215 Q#203 R#210計算Z軸向左偏的坐標G0 Z#215定位G32 U-2 F12X軸進刀U-#200 W-132 F12車螺紋X30 W-12退尾G0 Z#203定位G65 H80 P10無條件轉移N30 G0 X32 Z#203定位G65 H3 P#220 Q#210 R200每次減小0.2mmG65 H3 P#215 Q#203 R#2

29、20計算Z軸向左偏的坐標精車G65 H1 P#200 Q12000賦值G65 H2 P#214 Q#203 R#210計算Z軸向右偏的坐標精車N80 G0 X30 Z#214定位G32 U-2 F12X軸進刀U-#200 W-132 F12車螺紋X30 W-12退尾G65 H3 P#214 Q#214 R500每次減小0.5mmG0 Z#214定位G65 H85 P80 Q#214 R#215當 Z 軸右偏的坐標左偏的坐標的時候 , 程序就跳到N80執(zhí)行G0 X100X軸退刀Z5Z 軸退刀M30程序結束以圖 (4) 為例B 類宏程序如下：O0002M3 S100 T0202主軸正轉，用3mm切

30、斷刀#100=0賦值#101=0.2定義X軸每次進刀0.2mm#103=6Z 軸定位距離#110=2.9Z 軸偏移量N10 IF(#100GE11.9)GOTO30如果X軸的遞增量11.9, 程序就跳到 N30執(zhí)行#100=#100+#101計算每次X軸遞增量G0 X30.553 Z#103定位G32 U-2 F12X軸進刀U-#100 Z-132 F12車螺紋X30.553 W-12退尾#114=#103+#110計算Z軸向右偏的坐標G0 Z#114定位G32 U-2 F12X軸進刀U-#100 Z-132 F12車螺紋X30.553 W-12退尾#115=#103-#110計算Z軸向左偏的坐標G0 Z#115定位G32 U-2 F12X軸進刀U-#100 Z-132 F12車螺紋X30.553 W-12退尾G0 Z#103定位IF(#100GE11.8)THEN#101=0.1如果X軸的遞增量11.8, 重新賦值GOTO10無條件轉換N30 G0 X