异形特殊螺纹数控车削加工宏程序的使用分析

刘岳

摘 要：本文围绕异型特殊螺纹宏程序展开研究，分析异型特殊螺纹宏程序使用流程，并以实际工件加工案例，来分析異型特殊螺纹数控车削加工宏程序的实际使用，以供数控加工宏程序设计师参考借鉴。

关键词：异形特殊螺纹；数控车削；宏程序

相比普通螺纹，异形特殊螺纹形状较为特殊，这就造成了加工的工艺更加复杂，一般都需要经过多道工序加工，所以研究异型特殊螺纹宏程序的使用，对数控车削特殊螺纹加工的精度、质量等方面都有着重要意义。

一、异形特殊螺纹概述

相比普通的螺纹，异形特殊螺纹，指起牙型、外轮都相对特殊，一般体现的方式包括在圆弧面、非圆曲面、圆柱面上车削异型螺纹。在牙型方面，异形特殊螺纹包含了矩形、梯形、三角形、圆锥曲线型等等，正是因为其样式繁多，因此常规的专门指令无法对其进行编程，同样CAM/CAD也无法实现自动编程，通常都采用宏程序拟合的形式对工件开展编程、加工。

二、异形特殊螺纹宏程序工艺使用流程

（一）宏程序流程图设计

异型特殊螺纹具备螺距大、牙型特殊、宽度大、精度难以掌控、切削力较大的特性，普通的螺纹切削指令或是CAM/CAD都难以实现编程加工，因此只能采用将宏程序与切削指令结合的方式，对特殊螺纹进行加工。在使用宏程序时，首先需要依据工艺路线、变量以及规律，设计宏程序流程图，确定循环体和流出条件，通常情况下，宏程序包括顺序、选择、循环三大结构。[1]

（二）加工工艺分析

1.选择刀具

刀具的选择以待加工螺纹的牙型来决定，在特殊螺纹切削深度较小的情况下，选择小角度尖刀或是小角度偏刀，例如300350尖刀、偏刀等，若是加工出的螺纹精度较低、表面很粗糙，应将步距减小，以提高精度，但是会一定程度延长加工时间、增加切削次数，所以在选择刀具期间，需要选择精度、效率、步距都合适的刀具。如果待加工特殊螺纹为弧形螺纹，应该使用圆弧刀具，但是要让圆弧刀的半径，小于弧形曲率的半径，否则加工期间会出现干涉。

2.选择夹具

通常，进行特殊螺纹车削加工都使用三爪卡盘装夹，如果加工工件属于细长轴类，就需要利用活动顶尖来配合三爪卡盘，使用一夹一顶方式夹装工件。此外，加工期间存在切削力，为有效防止工件位移，需使用工件台阶进行限位支撑。

3.加工技术要点

（1）加工期间，需要将牙型深度划分为若干层，分别进行加工。

（2）编程中，需要设置为采用每转给进G99、恒转速G97指令来实现加工。

（3）对工件进行粗、精加工阶段，需保持转速一致，避免乱牙，建议速度为600r/min。

（4）需要确保零件具备足够的装夹强度，进而避免加工期间振动崩刀现象。

（5）粗车时，加工表面粗糙，因此粗加工应留下余量，对工件再次精车。

三、实例加工分析

准备一个工件毛坯，规格为25mm*129mm，将其定位到三爪卡盘上，刀具方面选择外圆90°车刀、切断车刀，对矩形螺纹使用等深切削方式，背吃刀量=0.1mm/次，螺纹牙型为方牙螺纹，背吃刀量=0.1mm，对螺纹斜面加工时，背吃刀量=0.1mm。确立加工参数后，进行宏程序编写，下述为部分名称与代码：

（一）坐标系选择或增量编程

在对工件进行数控车削加工期间，需要进行绝对坐标系的选择或是进行增量编程，在编程期间，使用绝对坐标编程将工件坐标系设置好，获取基准坐标。可以利用增量编程，进而避免造成对后续编程的影响，并能够一定程度降低编程的难度。

（二）工件坐标系选择

在采用绝对坐标编程时，首先需要对工件坐标系进行设定，因为与机床的坐标系不重合，所以在设计期间必须人为设定。通常，数控车床的原点在工件某一部位同主轴中心线的交界，在设计期间遵循以下原则：

（1）在选择工件坐标系原点时，必须保证工件坐标系原点建立于图形尺寸之上，以确保坐标的精确性。

（2）选择工件坐标系原点时，应选择精度相对较高的表面，进而提升后续加工的精度。

（3）将工件坐标系原点设在工件表面。

（三）刀具补偿

加工期间，须合理进行补偿功能的设置，倘若直接写出半径、长度，则会因刀具磨损造成数值变化，进而加工尺寸出现偏差，所以就需要设置补偿，确保加工准确度，设补偿值=r，一段加工时间后，半径逐步缩小，利用修改补偿可有效避免程序变动。[2]

四、结语

将宏程序应用于异形特殊螺纹加工，可以有效提升加工精度和质量，本文首先分析了异形特殊螺纹的概念，并分析了异形特殊螺纹宏程序工艺使用流程，随后以工件加工案例来研究宏在异型特殊螺纹宏程序再加工中的使用，通过阅读本文，编程人员在设计异形特殊螺纹加工程序时，可以根据实际情况，合理地调用宏程序。

参考文献：

[1]刘志刚，刘立新.宏程序在异形特殊螺纹数控车削加工中的应用[J].煤矿机械，2016，37（2）：171172.

[2]仇文平.宏程序在异形特殊螺纹数控车削加工中的应用[J].内燃机与配件，2017（24）：5152.