经济型数控车床加工异形螺旋槽螺纹

淄博市技师学院（山东 255202）张朝辉

图1所示实物图是我院实习教学中给某工厂加工的一件外协产品，名称为输料螺旋轴，是某机器上运送物料的一个部件，材料为铸造铝合金。从整体上看为锥螺纹，且是一个左旋螺纹，并且螺旋槽的形状比较复杂，螺旋部分长度为550mm，加工时刚性较差，需要低转速小吃刀量进行，螺旋槽结构由三段圆弧和一条直线段构成，属于异形螺纹类，普通机床上是无法加工的。而且数控车床上没有可以直接引用的螺纹加工代码，因此难点在于程序的编写和刀具的选用。

1.加工程序分析

数控加工的编程思路在于对零件轮廓的准确描述，因此对于此螺纹编程重点在于怎么对螺旋槽的形状进行准确地描述，因为没有可以直接引用的螺纹加工代码，所以使用G32代码进行宏程序编程，（以R4mm圆弧为例说明）来加工该零件。如图2所示。

图1

图2

由图2可知R4mm圆弧上的点的坐标是变化的，怎么计算呢？假设我们给定一个螺纹的起点A，那么就可以得到R4mm圆心的坐标B（可以认为是固定的）。依次类推可以得到R5mm、R25mm的圆心坐标C、D。画图计算R4mm对应的起始角，使用圆方程可以计算圆弧上任意一点的坐标。比如A点#3=COS[#1] ＊4（#1起始角，#3代表X值），将圆坐标系转换为工件坐标系。例如#3=COS[#1]＊8+94.688（R4mm圆心处的直径）；A点Z值#2=SIN[#1]＊4，转换后#2=SIN[#1] ＊4-593.575（R4mm圆心处Z方向坐标）。以上为R4mm圆弧在起点处的坐标计算，再计算出对应的终点坐标，用G32指令连接起点和终点。则完成R4mm的宏程序编写，程序如下：

R4圆弧的部分程序（精加工程序）：

加工R4mm圆弧时考虑到工件的精度并不高，以及我们学院的实际情况，我们使用了手工刃磨的高速钢的刀具加工该零件，同时还考虑刀具与工件干涉情况，因此采用如图3所示三把车刀进行粗精加工（也可以购买标准刀具）。

图3

以上程序单独加工了R4mm圆弧，其他圆弧与直线段则仿照此程序编写。因为螺旋槽较深，不宜直接进行精加工，因此先粗车去除大部分余量，再精加工。粗加工R25mm圆弧的轮廓进时要注意余量的控制（见图4），刀具使用半径为R4mm的圆头车刀，采用修改刀具损耗值的方法进行加工，部分程序如下：

R25mm精加工程序：

图4

2.加工效果分析

使用这种宏程序编程的方法很好地解决了经济型数控车无法加工异形大螺距螺旋槽螺纹零件的问题，加工时间20h左右，在加工过程中，一人可开多台数控机床，节约了人力和物力，加工效果较好。