基于华中系统加工变距螺纹的编程方法

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2024年5月13日发(作者：)

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基于华中系统加工变距螺纹的编程方法

作者：张海强

来源：《教育教学论坛》2013年第37期

摘要：本文主要论述在华中系统数控车床上应用宏程序编程加工两种不同变距螺纹的方

法，从简单数学公式的角度深入探索变距螺纹在宏程序上应用的手工编制过程，并根据B型宏

程序表达式列举了两种不同变距螺纹的编程方法。

关键词：宏程序表达式；变距螺纹；程序编制

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）37-0087-03

一、引言

随着机械制造业的不断进步，变距螺纹更多地应用各个领域的机械装配，例如饮料灌装机

械、塑料机械等。而螺纹在数控车床车削是常见的加工方法之一。但是在不同的数控系统有不

同的加工方法，有些系统具备变距螺纹的加工指令（G34、G35），例如法那克、广数系统

等。而华中数控编程系统并没有提供（G34、G35）变距螺纹的加工指令，只能使用一般的螺

纹指令（G32）。但变距螺纹又分为槽等宽变距螺纹和等宽变距螺纹两类：根据变距螺纹的特

性用G32指令却无法加工。在加工实践过程中体会到，通过使用宏程序有效地对其变距螺纹

的变量运算，结合G32螺纹指令便可以实现不同增量的变距螺纹的加工，这样不仅提高了加

工效率，还保证了加工质量，可操作性强。本文在数学分析的基础上，利用B型宏程序变量给

出了切实可行的解决方案，为类似问题提供参考及借鉴。

二、B型宏程序表达式

逻辑转移和循环

在宏程序中，提供有条件转移语句和循环语句使用。

（1）无条件转移语句（IF语句）

格式1：IF[条件表达式]？摇GOTOn

如果指定的条件表达式满足，转移到标有顺序号n的程序段；如果指定的条件不满足，执

行下个程序段。

例如：IF[#1GT10]？摇GOTO2；

N2？摇G0X10；如果#1大于10，转移到顺序号N2的程序段。

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（2）循环（WHILE语句）

格式：WHILE[条件式]；

？摇？摇？摇？摇？摇？摇……

？摇？摇？摇？摇？摇？摇ENDW；

例：

#2=30

WHILE #2 GT 0；如果#2>0

G91G01X10；成立就执行

#2=#2-3；修改变量，

ENDW；返回

G90 G00 Z50；不成立跳到这里执行

WHILE中必须有“修改条件变量”的语句，使得其循环若干次后，条件变为“不成立”而退

出循环，不然就成为死循环。

三、变距螺纹

（一）槽等宽变距螺纹

1.加工思路。如图1所示，槽等宽变距螺纹的导程变化规律主要体现在相邻两螺纹牙递增

变化，根据变距螺纹的特性编程时可用螺距递增的方法来加工；而宏程序条件循环语句则根据

前后螺纹之间的增量来实现，同时根据螺纹的加工深度作为条件判别来控制螺纹总的切削量。

2.宏程序设计思路。

（二）牙等宽变距螺纹

1.加工思路。如图2所示，牙等宽变距螺纹的导程变化规律主要体现在相邻两螺纹槽递增

变化，根据变距螺纹的特性编程时先加工槽等宽变距螺纹，在槽等宽变距螺纹上通过改变刀具

起点刀的位置来实现加工。螺纹的加工深度、加工长度、刀具起点的偏移作为条件判别形成宏

程序循环嵌套来编制程序。

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2.宏程序设计思路

四、程序编制

1.如图1所示，槽等宽变距螺纹的外径为40mm；小径为34mm，螺距为8mm，螺距递增

3mm，槽宽为3mm，总长为120 mm，其加工程序如下：

O****

GOO X200 Z100

T0101？摇？摇？摇？摇[刀具宽度为3mm]

M03 S300

G64？摇？摇？摇？摇[平滑过渡指令]

#1=16？摇？摇？摇？摇[螺纹加工时刀具的起点]

#2=40？摇？摇？摇？摇[螺纹外径尺寸]

#3=34？摇？摇？摇？摇[螺纹底径尺寸]

G00 [X#2] Z[#1]

WHILE [#2]GT[#3]？摇？摇？摇？摇[螺纹深度条件判别]

#2=#2-0.1？摇？摇？摇？摇[每次切深为0.1mm]

#4=8？摇？摇？摇？摇[变距螺纹开始螺距]

#5=3？摇？摇？摇？摇[变距螺纹递增的距离]

#6=0？摇？摇？摇？摇[螺纹开始长度]

#7=-120？摇？摇？摇？摇[螺纹结束长度]

G00 X[#2]

G32 Z0 F[#4-#5]

WHILE [-#6]GT[#7] ？摇？摇？摇？摇[螺纹长度加工条件判别]

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G32 W[-#4]F[#4] ？摇？摇？摇？摇[螺纹切削加工]

#6=#6+#4

#4=#4+#5

ENDW

G00 U[#2+5]

Z[#1]

ENDW

G00 X150 Z100

M05

M30

2.如图2所示，牙槽等宽变距螺纹的外径为40mm；小径为30mm，螺距为10mm，螺距递

增2mm，牙宽为5mm，总长为65mm；其加工程序如下：

O****

GOO X100 Z100

T0101？摇？摇？摇？摇[刀具宽度为3mm]

M03 S300

G64？摇？摇？摇？摇[平滑过渡指令]

#1=20？摇？摇？摇？摇[螺纹加工时刀具的起点]

#2=40？摇？摇？摇？摇[螺纹外径尺寸]

#3=30？摇？摇？摇？摇螺纹底径尺寸]

G00 X[#2] Z[#1]

WHILE [#2]GT[#3] [螺纹深度条件判别]

#2=#2-0.1 [每次切深为0.1]

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#4=10 [螺纹导程]

#5=2 [螺纹变距增量]

#6=0 [螺纹长度计算初始值]

#7=-65 [螺纹长度]

#8=0

WHILE[#8]LE 2？摇？摇？摇[起点偏移条件判别]

G00 X[#2]

G32 Z0 F[#4-#5]

WHILE [-#6]GT[#7]？摇？摇？摇？摇[螺纹长度条件判别]

G32 W[-#4]F[#4-#8]？摇？摇？摇？摇[螺纹加工]

#6=#6+#4

#4=#4+#5

ENDW

G00 U[#2+10]

Z[#1]

#8=#8+0.02？摇？摇？摇？摇[起点每次偏移0.02]

ENDW

G00 U[#2+10]

Z[#1]

ENDW

G00 X100 Z100

M05

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M30

以上两种不同变距的螺纹加工程序都是采用宏程表达式的其中一种，编程人员可根据所熟

悉的表达式编写，其编写方法相同，但在使用加工变距螺纹时还需要注意以下几点：（1）根

据刀具不同材料的承受度的要求正确选择刀具宽度，以免在加工过程中出现扎刀的现象。

（2）由于变导程螺纹的螺纹升角随着螺距的增大而变大，所以刀量左侧的刃磨后角等于工作

后角加上最大螺纹升角。（3）使用G32指令加工完螺纹总长，必须将刀具返回定位的起点。

（4）编写牙等宽变距螺纹时，据不同情况来合理设定F值和起刀点的距离，正确选择加工起

点的偏移量，偏移量随着牙数不断地叠加，如第1个扣牙偏移量为0.02mm，第10个10牙的

偏移量是0.2mm，因此要考虑刀具强度和偏移量超出刀宽，避免在加工过程中扎刀。

五、结语

综上所述，针对华中系统加工变距螺纹的方法，主要是利用宏程序对变距螺纹的特点进行

数学的运算，对于不同增量的变距螺纹的加工，无需修改程序，只改宏程序中的变量，就提高

了加工效率，保证了加工的质量，可操作性强。

参考文献：

[1]叶海见.华中数控系统典型零件数控加工案例集[M].北京：机械工业出版社，2012.

[2]冯志刚.数控宏程序编程方法、技巧与实例[M].第2版.北京：机械工业出版社，2011.

本文标签： 螺纹加工变距条件