利用宏程序加工特種螺紋套的經(jīng)驗(yàn)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(duì)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(guān)鍵詞：宏程序、數(shù)控車床、螺紋加工

隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的普及率也越來越高，用數(shù)控車床進(jìn)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(xué)生請(qǐng)教了我一個(gè)關(guān)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(jìn)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(diǎn)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(gòu)成，且螺距較大，達(dá)到14mm。

根據(jù)螺紋形成原理，螺紋車削加工時(shí)必須保證工件旋轉(zhuǎn)一周，刀具移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程的長(zhǎng)度，受機(jī)床最高進(jìn)給速度的影響，在進(jìn)行大螺距螺紋加工時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速不宜過高，否則會(huì)引起進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)化，所以加工時(shí)都有標(biāo)準(zhǔn)刀具可供選擇，也有較成熟的加工方法。對(duì)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(jìn)刀法減少切削阻力;對(duì)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(huì)引起切削振動(dòng)，一般會(huì)采用先切槽再精修螺紋側(cè)面或者采用左右借刀法進(jìn)行切削。總之常見螺紋的切削都是用刀具形狀保證螺紋截面形狀的成形法。對(duì)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(shí)接觸面過大，會(huì)引起振刀，無法保證工件尺寸精度和表面質(zhì)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?qū)⒌都舛ㄎ辉贏區(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(diǎn)，每確定一個(gè)點(diǎn)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(zhǎng)鋁管，工藝流程為：工件留長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)，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(jìn)行車削，雖然內(nèi)螺紋車刀的刀尖比較尖，步距過大時(shí)會(huì)導(dǎo)致表面質(zhì)量變差，但其很好的避免了切削時(shí)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(jī)械加工中會(huì)遇到各種各樣的零件，特別是試制零件時(shí)，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(shè)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(jī)床操作者充分了解機(jī)床的加工范圍，靈活運(yùn)用自動(dòng)編程、宏程序及特殊刀具手工刃磨等技術(shù)來實(shí)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(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，也有改進(jìn)的空間，隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的功能也會(huì)顯著提高，加工范圍也會(huì)大大提高。

參考文獻(xiàn)：[1]郎一民.數(shù)控車削加工宏程序應(yīng)用及實(shí)例[M].北京：機(jī)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(xué)出版社，2012.