数控车床怎么车圆弧螺纹(异形螺纹如何加工？学会椭圆面上圆弧螺纹的编程方法，自然就会了)

由于其不能用 CAXA 自动编程，以 FANUC 0i 系统为例，介绍椭圆面上圆弧螺纹的编程方法，供参考。

如图 1 所示，椭圆长半轴 a=40，短半轴 b=20，方程式为 Z2/402+X2/202=1，其上有直径为 准4.5mm、螺距 6mm 的圆弧螺旋槽，槽深 1mm，长度 24mm。

编程思路

椭圆面上圆弧螺纹，顾名思义，刀具既要按 准4.5 的小圆弧运动，又要按椭圆的规律车螺纹，这就要先找出准4.5 小圆弧圆心与椭圆的关系，再探究小圆弧上某点与椭圆的关系，列出逻辑关系式，最后用宏解决问题。

准4.5 小圆弧圆心坐标的确定

考虑到螺纹升降速影响，将起刀点向左偏移一定距离， 由长度24、螺距 6 简单计算后得：圆 1 中心在工件坐标系中对应 Z=3，在椭圆坐标系中对应 Z′=15。并以此画出图 2，属性查询后得出圆 1 中心坐标为（3，37.08）。

准4.5 小圆弧起始角、终止角的确定

将 准4.5 小圆弧与椭圆的交点找出，用 11、21、12、…16、26 表示，1 为起始点，2 为终止点，并与各圆的圆心相连，该线与水平正方向的夹角即为起始（终止）角。比较各圆的起始角、终止角发现：圆 1、圆2、圆 3 的起始角为负值，圆 4、圆 5、圆 6 的起始角为正值，且圆 1 的最小，圆 6 的最大；各圆的终止角均为负值， 圆 6 的最大，圆 1 的最小。从图上得小圆弧的角度范围为10.5°～-190.5°。

准4.5 小圆弧上某点 A 坐标的确定在小圆坐标系下，圆的参数方程为：Z ″=rcosθ X″=2rsinθ

现将小圆整体平移到椭圆坐标系下，则 O1 坐标由（0，0）变为（15，37.08），小圆上某点 A 坐标对应方程为：Z′=rcosθ＋15 X′=2rsinθ＋37.08

椭圆中心在工件坐标系下对应坐标为（-12，0），所以点 A 在工件坐标系下对应方程为:

Z=rcosθ＋15－12 X=2rsinθ＋37.08

按椭圆规律车螺纹

同一起始角下，刀具从圆 1 的 A 点经圆 2、…到圆 6的某点时,小圆圆心坐标随着 Z 值的变化而变化，若将 Z值以变量 #1 表示，应变量 X 以 #2 表示，则有方程：#2= 20*SQRT［1-#1*#1/1600］（半径），#1 起始值为 15，终止值为-15。（#1，2*#2）即为小圆圆心坐标。将工件坐标系下A 点对应方程中的小圆圆心坐标用变量替代，即得椭圆螺纹。

参考程序（G32 定位G1 螺纹，用磨耗补偿法切出其牙深）

O0001；

T0101（35°尖刀）；

M03 S300；

G0 X42 Z9；

#1=10.5； 起始角

N10 #2=4.5*SIN［#1］； （#3，#2）为小圆坐标系下某点坐标

#3=2.25*COS［#1］；

G0 X［37.08+#2］Z［9+#3］； （3，37.08）为圆 1 的圆心坐标

G32 Z［3+#3］F6；

#4=15； 椭圆坐标系下圆 1 中心Z 值

N20 #5=#4*#4；

#6=20*SQRT［1-#5/1600］；

#7=2*#6+#2； （#8,#7）为工件坐标系下

#8=#4+#3-12； 小圆上某点A 坐标

G1 X#7 Z#8 F6；

#4=#4-6； Z 向步距IF

［#4 GE -15］GOTO 20； 条件判断式

G0 X45； 退刀

Z9；

#1=#1-2； 角度变化量

IF［#1 GE -190.5］GOTO 10；条件判断式

G0 X100； 退刀

Z100；

M05；

M30；

结 语

以上详细分析了椭圆面上圆弧螺纹的编程方法，便于各位同仁借鉴使用，又可以延伸出其他类型异型螺纹的编程，在生产加工中有着实际意义。

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