利用宏程序加工特種螺紋套的經(jīng)驗分享

孫日霞 薛嘉鑫

Abstract：This paper introduces the turning method of special-shaped section thread by macro program programming on NC lathe， and expounds the problems encountered in the machining and the solutions through the program.

key word：Macro program、CNC lathe、Thread processing

摘要：本文介紹了在數(shù)控車床上采用宏程序編程對異形截面螺紋的車削方法，并通過程序闡述了筆者在加工中遇到的問題及解決辦法。

關鍵詞：宏程序、數(shù)控車床、螺紋加工

隨著數(shù)控技術的發(fā)展，數(shù)控機床的普及率也越來越高，用數(shù)控車床進行螺紋加工已經(jīng)不是困難的事情了。近日，筆者多年前的一名學生請教了我一個關于螺紋加工的問題，如圖所示，此零件比較具有代表性，在此將問題的解決過程進行分享，以期為同行解決類似問題提供些許思路。

此零件為一特種螺紋套，其最大特點在于內(nèi)孔有一異形螺紋，螺紋截面由圓弧和直線組合形成，“牙頂”為半圓弧，“牙底”由一直線構成，且螺距較大，達到14mm。

根據(jù)螺紋形成原理，螺紋車削加工時必須保證工件旋轉一周，刀具移動一個導程的長度，受機床最高進給速度的影響，在進行大螺距螺紋加工時，主軸轉速不宜過高，否則會引起進給系統(tǒng)故障。

常見螺紋根據(jù)牙型可分為三角形螺紋、管螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋及矩形螺紋，除矩形螺紋外，其它螺紋均已標準化，所以加工時都有標準刀具可供選擇，也有較成熟的加工方法。對于小螺距螺紋，大多采用直接車削的方式，在數(shù)控車床上也可采用斜向進刀法減少切削阻力;對于大螺距螺紋，隨著切削深度的增加，刀具與工件的接觸面增大，會引起切削振動，一般會采用先切槽再精修螺紋側面或者采用左右借刀法進行切削?？傊Ｒ娐菁y的切削都是用刀具形狀保證螺紋截面形狀的成形法。對于此零件來說，此方法不可行，一方面刀具太過特殊，人工刃磨幾乎不可能完成，訂做專用刀具成本也較高，另一方面，切削時接觸面過大，會引起振刀，無法保證工件尺寸精度和表面質量。

經(jīng)過分析，我們可以把圖中A所示區(qū)域理解為螺紋牙形，去除該區(qū)域的材料的過程就是螺紋加工的過程。在不考慮使用成形刀的情況下，可以使用內(nèi)孔刀配合宏程序的方法完成異形螺紋加工。即通過宏程序將刀尖定位在A區(qū)域所示螺紋輪廓的直線和圓弧上，通過步距遞減確定螺紋加工起點，每確定一個點便執(zhí)行一次螺紋加工循環(huán)指令，直到將圖示余量去除干凈，此異形螺紋便加工完成了。零件材料為長鋁管，工藝流程為：工件留長120mm裝夾→平左端面→粗精車?51.5mm、?59mm外圓及外倒角→粗精車?39mm及倒角→留長103mm切斷→夾?59mm外圓車削內(nèi)孔至?45.5mm→在內(nèi)孔最左端切?48mm×7mm內(nèi)溝槽（螺紋退刀槽）→車削異形螺紋。

異形螺紋的車削，筆者在試制時，曾用過內(nèi)溝槽刀、內(nèi)孔鏜刀及內(nèi)螺紋車刀（螺距為2mm的三角螺紋車刀）進行車削，雖然內(nèi)螺紋車刀的刀尖比較尖，步距過大時會導致表面質量變差，但其很好的避免了切削時振刀和后角干涉的問題，故在試制過程中一直采用，本文所示程序亦是采用內(nèi)螺紋車刀編寫的。

在機械加工中會遇到各種各樣的零件，特別是試制零件時，零件數(shù)量很少，有的甚至是單件加工，如何利用現(xiàn)有的設備，現(xiàn)有的加工方法以最小的成本完成零件的加工，需用機床操作者充分了解機床的加工范圍，靈活運用自動編程、宏程序及特殊刀具手工刃磨等技術來實現(xiàn)，本文所述的方法并不一定是最優(yōu)的方案，其在螺紋加工工序上花費的時間較長，也有改進的空間，隨著數(shù)控技術的發(fā)展，數(shù)控機床的功能也會顯著提高，加工范圍也會大大提高。

參考文獻：[1]郎一民.數(shù)控車削加工宏程序應用及實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2017.

[2]張健.數(shù)控車床零件加工[M].武漢：華中科技大學出版社，2012.