广数GSK980TDA车削蜗杆的通用宏程序

李正泽

（福建省宁德技师学院，福建 宁德 352100）

摘 要：在广数 G S K 980T D A 数控系统上加工蜗杆不仅要求正确的刀具几何形状和加工工艺，而且要用安全可靠的加工方法，以

下介绍一种蜗杆车削加工用宏程序的编制方法,对提高数控机床的使用性能有很大的帮助,对其它非标螺纹的编程也具有一定的

借鉴意义，该程序应用宏程序调用螺纹加工命令 G33 已达到分层斜进法加工蜗杆的目的，利用本程序加工蜗杆时只需输入相关 的参数即可加工不同参数的各种型号的蜗杆。更重要的是在蜗杆加工时既能够保证零件的加工精度,又可以减少刀具重磨和重 定位次数,缩短辅助时间,提高生产效率。

关键词：蜗杆；宏程序；数控车削；分层切削；数控编程

1 选择合理的蜗杆加工方法 在数控车床上加工蜗杆时，在三爪卡盘上采用一夹一顶装夹。为

了方便对刀和编制程序，将程序原点设定在工件的右侧端面中心上。 车削蜗杆时，为防止“扎刀”和“崩刃”，要求在加工蜗杆时，切削力不 能太大，刀具不能同时三面切削，故不能直接使用螺纹切削指令 G33 进行直进法车削蜗杆，在广数 G S K 980T D A 通过宏程序以达到分层斜

进加工蜗杆。蜗杆加工过程示意图如下

分头车螺纹槽，

从第一条螺纹槽到最后 计算分头度数 对每条螺纹槽分层车削

/W H I L E #20L E #2D O 1 /#23=360000×#20/#2 /W H I L E #21L E #13D O 2 分 层 车 削 /W H I L E #22×#6L E #11-#4-#21×2×T A N20×#5D O 3

时从右到左车车削

X 方向进刀量（相对坐标，直径值） /#24=-#21×2×#5 Z 方向进刀量（相对坐标） /#25=-#21×T A N15×#5-#6×#22 /G0 X#14 Z#7 /G0 X#3

/G1 U#24 W#25 F200

/G32 Z#8 J0 K0 F#10 Q#23 /G0 X#18

/Z#7 /#22=#22+1

/END3

X 方向进刀量（相对坐标，直径值） /#24=-#21×2×#5

Z 方向进刀量（相对坐 /#26=-#11+#4+#21×T A N20×#5-#9

2 刀具参数的确定

选用高速钢或者硬质合金刀具，根据车削蜗杆的条件，首先计算 出螺旋角以便能正确刃磨刀具的几何角度。所以选择左侧后角为> （15°~20°）-r ，右侧后角约为（3°-5°）+r °据长期的实践经验只使用一把 刀具不会发生“乱扣”现象，故粗精车共用一把刀。 3 编程原理 标） /G0 X#3 Z#7

/G1 U#24 W#26 F200

/G32 Z#8 J0 K0 F#10 Q#23

/G0 X#18

/Z#7

/#22=0

/#21=#21+1

/END2

/#21=1

/#22=0

/#20=#20+1

/END1

/G0X100

4 G S K 980T D A 车削蜗杆的通用宏程序 主轴停，测量蜗杆加工余量 完成蜗杆的粗车，并测量两齿侧的精车余量，并修 /M5

/M30

蜗杆法向模数 MX(>0) 蜗杆头数(>0) 蜗杆大径(>0) 蜗杆车刀刀尖宽度(>0) 分层切削时设定 X 方向的背吃刀量 （半径值 >0）， #1= #2=

#3= #4= #5=

改 #9 参数，重新执行程序并跳段精车两侧面。 蜗杆头数变量，=1～#3 #20=1

分头车螺纹槽，从第一条螺纹槽到最后 计算分头度数 X 方向进刀量（相对坐标，直径值） W H I L E #20L E #2D O 1

#23=360000×#20/#2 #24=-#13×2×#5 该值的设定需能保证 #13 参数为整数

分层切削时设定 Z 方向的进刀量 #25=-#13×T A N15×#5+0.1 Z 方向进刀量（相对坐标） G0 X#3 Z#7

G1 U#24 W#25 F200

#6=

#7= #8= #9= 轴余量 (>0) 蜗杆 Z 轴起始坐标，须加上导入空程量,有正负号 蜗杆 Z 轴终点坐标，须加上导出空程量，有正负号 蜗杆精车余量（>0），即粗车后用三针测量所得的 Z

精车右边牙面 G32 Z#8 J0 K0 F#10 Q#23 G0 X#18

Z#7

蜗杆导程，=3.14159×M X 蜗杆牙槽顶部宽度，即 2.2986×M X 蜗杆牙型高度 计算 X 方向车削次数（整数） 起刀点直径 蜗杆头数变量，=1～#3 蜗杆 X 方向切削次数变量，=1～#25 蜗杆 Z 方向切削次数变量，=1～经过计 #10=3.1416×#1 #11=2.2986×#1 #12=2.2×#1 #13=#12/#5 #14=#3+2 #20=1 #21=1 #22=0 算，每层都不同 G97 M3 S 300 T0101 X 方向进刀量（相对坐标，直径值） #24=-#13×2×#5

#25=-#11+#13×T A N15×#5+#4-#9-0.1 Z 方向进刀量 （相对坐 标） G0 X#3 Z#7 G1 U#24 W#25 F200 G32 Z#8 J0 K0 F#10 Q#23 G0 X#18

Z#7

#20=#20+1

END1

精车左边牙面 依照不同参数的蜗杆设定主轴转速 蜗杆车刀（车刀角度=40） - -

2

浅谈 ICP-AES 光谱法在区域地球化学调

查水系沉积物样品测试中的应用

徐春秀

（广东，肇庆 526000）

要：本文采用电感耦合等离子体发射光谱仪，以 H C l -H N O 3-H F -H C l O 3 四酸体系溶矿，同时测定区域地球化学调查水系沉积 摘 物样品中的 C u 、P b 、Zn 、M n 、C o 、N i 等多种元素，本方法检出限低，操作简便，通过对国家一级水系沉积物标准物质的分析测试，测 定结果基本一致，精密度和准确度均符合 D Z /T0130《地质矿产实验室测试质量管理规范》的要求，取得满意效果。

关键词：I C P -A E S ；水系沉积物；区域地球化学；调查

1 前言 水系沉积物地球化学测量是一种效率较高的地球化学普查找 矿方法，也是区域化探的主要方法，其特点是可以根据少数采样点 上的资料，了解广大汇水盆地面积的矿化情况，通过系统地采集水 系沉积物的样品，分析其元素含量或其他地球化学特征，发现地球 化学异常，以达到矿产勘查等目的的地球化学勘查方法。 地质样品中主微量元素的测定方法有容量法、光度法、原子吸 收法和原子荧光法等方法，但这些方法每次只能进行单元素测定， 手续冗长，不适于区域地球化学勘查大批量样品分析，而采用 I C P - AES 光谱法具有分析速度快，灵敏度高，精密度好，线性范围宽，基 体效应小、干扰少等优点。本文采用 I C P -A E S 光谱法同时测定区域

地球化学调查水系沉积物样品中 C u 、P b 、Zn 、M n 、C o 、N i 等多种元 素。 2 实验部分 2.1 仪器及工作参数 P e rk i n E l m e r 仪器（上海）有限公司 o p t i m a 7000 DV 全谱直读等

离子体发射光谱仪、W i n L a b 32 操作软件。 仪器工作参数：RF 功率：1150W 氩气：99.995% 辅助气流量： 0.8L /m i n ，雾化室压力：0.23M P a 蠕动泵泵速：100rpm 积分时间：10s 。 2.2 分析谱线的选择 仪器条件中最重要的是分析谱线的选择。仪器提供了各元素的

多条分析谱线，并附有特殊峰值和背景谱图，利用仪器的性能，对每 个元素选定三条谱线进行测定，然后综合分析观察各条谱线的谱图 强度以及干扰情况，通过背景和干扰元素校正，选择测定元素的最 佳波长并校准谱线。经实验确定的各元素的分析谱线如下: C u:327.4n m P b:220.3Zn ：206.2M n ：259.3C o ：228.6N i :231.6 2.3 试剂和标准溶液 试剂：优级纯 H C l 、H N O 3、H F 、H C l O 3 标准溶液：由于水系沉积物样品中对多种元素同时分析，把多

种元素的标准溶液准确地配制在一起，由于各元素的纯在形式、保 存介质等都不尽相同，引入的误差也难以估计，故本文选择了水系

沉积物国家标准物质作为标准溶液，采取单标的方法，按照样品分

解的步骤，将标准物质制备成溶液后用作标准溶液制作工作曲线。

采取此方法，由于操作上与样品分析步骤完全一致，基体效应也得

到一定补偿。

本方法选择水系沉积物国家标准物质 GBW07312 制备成溶液 和样品空白制作工作曲线，用于样品分析。

2.4 样品的分解

准确称取 0.2000g 水系沉积物样品于聚四氟乙烯坩埚，用少量 去离子水润湿，依次加入 10m l H F 酸、10m l H N O 3 酸 5m l H C l O 3 酸，将

坩埚置于电热板上加热分解样品，加热至近干且不冒白烟，趁热加 入 20%烯 H C l 酸 10m l 浸取，再加 10m l 去离子水，放置电热板上微 热溶解盐类至溶液清亮，取下冷却，将溶液倒入 25m l 比色管中，用 去离子水冲洗坩埚并定容至刻度，溶液待测。

3 结果与讨论 3.1 实验条件的优化

3.1.1 功率的优化 实验表明，在低功率条件下有利于获得较好的检出限，但受基

体的影响较大；采用大功率可减轻基体影响，但检出限受影响。本文 考虑同时测定多种元素，选择 1150W 的发射功率效果最佳。

3.2 方法的检出限 绘制标准工作曲线后，按照样品分析步骤制

备试样空白溶液，

分别对试样空白进行 12 次平行测定，取 12 次平行测定试样空白溶 液的结果，以 3 倍标准偏差所对应的浓度作为待测元素在所选分析 谱线下的检出限。

3.3 方法的精密度 绘制标准工作曲线后，选用水系沉积物国家一级标准物质 GBW07312 按试样分析的步骤制备试样溶液 12 份，取 12 次平行结

果计算相对标准偏差，经计算分析方法的精密度均符合 D Z /T0130

《地质矿产实验室测试质量管理规范》的要求

3.4 方法的准确度 分 别 选 用 水 系 沉 积 物 国 家 一 级 标 准 物 质 G BW 07309、

G BW 07311、G BW 07312G BW 07317、G BW 07318 等，按试样分析的步 骤制备试样溶液，对每一个水系沉积物标准物质样品进行 12 次平

行分析，计算标准物质各被测元素平均值与该 GBW 标准物质的标

准值相对误差（RE ）。经计算分析方法的准确度度如下表所示。 分析方法的准确度表单位（μg /g ）

RE (G BW )=C J -C S /C S ×100

C J -G BWB 标准物质 12 次实测的平均值 C S -G BWB 标准物质标准值 4 小结 本文采用 I C P -A E S 光谱法同时测定区域地球化学调查水系沉 积物样品中 C u 、P b 、Zn 、M n 、C o 、N i 等多种元素，通过对国家一级水 系沉积物标准物质的分析测试，

测定结果基本一致，精密度和准确 度均符合 D Z /T0130《地质矿产实验室测试质量管理规范》的要求，取 得满意效果。该方法分析快速、简便、成本低，特别适合于地质样品 的多元素测定。

参考文献 [1]叶家瑜、汪宝林.区域地球化学勘查样品分析方法[M ].北京：地质 出版社，2004. [2]辛仁轩.等

离子体发射光谱分析[M].北京：

化学工业出版社，2005. [3《] 地质矿产实验室测试质量管理规范》

D Z /T0130.4-2006,区域地球 化学勘查样品分析中华人民共和国国土资源部发布. 生产效率有了较大的提高，是普通车床的 8~10 倍左右。 参考文献 [1]G S K 980T D A 数控编程说明书.广州数控机床有限公司 ，2007 年. [2]技工学校机械类通用教材编审委员会.车工工艺学.机械工业出版 社，2005 年 7 月第四版. [3]孙伟伟.数控车工实习与考级[M].高等教育

出版社，

2006 年 4 月第 三版. G0 X100Z100

M30

5 结束语 在数控车床上车削蜗杆充分利用了数控车床的精度高、定位准 的特点，突破了传统的选择蜗杆车刀的习惯，使用硬质合金车刀，高 速切削蜗杆和大导程螺纹成为现实，特别是在数控车床上加工较大 直径和较大导程的蜗杆优势更大。粗车和精车蜗杆的时间大大减少，

- - 3 ‰ GBW07309 GBW07311 GBW07312 GBW07317 GBW07318 Cu ‰ 32 79 1230 11 66

¿ 30.6 84.2 1214 12.3 63.2 RE (G B W )% -4.38 6.58 -1.30 11.8 -4.24

Pb ‰ 23 636 285 13.5 66 ¿ 25.4 615 269.6 15.2 69.7 RE (G B W )% 10.43 -3.30 -5.40 12.4 5.61 科 技 创 新 2012 年 8 月（上） 科技创新与应用