陶秀峰

摘要：本文主要是介紹一種借用計算機輔助編制異形螺紋加工程序方法和處理過程。主要是借CAD繪制曲線，Excel協(xié)助數(shù)控編程，再外加一些簡單中間環(huán)節(jié)的處理，操作過程可行也有一定通用性。最后通過USB接口導(dǎo)入程序到數(shù)控車床，試切膠木成功。希望此法的介紹為大家找到一種通用可行的任意螺紋加工途徑。

關(guān)鍵詞：CAD；牙形；切入點；數(shù)控命令G32；Excel處理

1.引言

隨著數(shù)控機床的普及，很多原先由普通機床完成較吃力或根本無法完成的任務(wù)都交給了數(shù)控機床來完成。在數(shù)控車床上進行螺紋車削加工似乎顯得特別有優(yōu)勢，通過幾條簡單的指令就能完成錐螺紋和多線螺紋的加工，普通螺紋更是不在話下，然而這些大都是比較規(guī)矩的螺紋，可以借用成型刀，但如果不用成型刀，要在數(shù)控車床上完成異型螺紋的加工就有難度了。如果用常見的尖刀和偏刀在數(shù)控機床上怎樣加工？異形螺紋的形式多樣的，僅就個人所及說道這些，供大家一起思考。

2.在CAD中繪制牙型并取點坐標(biāo)

大家知道有很多零件在手工編程無法勝任時可以借助計算機輔助設(shè)計和輔助制造（CAD/CAM）來完成，如果能通過宏程序來實現(xiàn)的話將比用計算機軟件更有優(yōu)勢。但是對一些復(fù)雜牙型宏程序還是有難度時，我們這兒給出一種人工介入的計算機輔助編程方法。

現(xiàn)通過實驗加工一大徑為Φ47，底徑為Φ24，牙型參見圖1，螺距為8mm，可用在造型或傳動方面。

這一特殊螺紋加工的特點所在：外螺紋，等節(jié)距且較大8mm，牙型很特殊，有圓弧有直線段，大徑47mm，底徑44mm，螺紋長設(shè)為40mm。

對常規(guī)的三角螺紋很快想到用G92、G32或G76命令在數(shù)車上實現(xiàn)，選用成形的三角螺紋刀加工。對于此題，也是可以借用等螺距螺紋車削指令G32和普通螺紋刀來加工，怎樣加工？螺紋車刀到達起刀點（螺紋車削起點），X向進刀至47mm處，此時螺距為8mm，開始螺紋車削，當(dāng)工件轉(zhuǎn)過5周后刀具前進40mm，此時螺距增至4.1mm，此時X向退刀，刀具回到車削起點。照此循環(huán)往復(fù)，最后一次車削后退刀至起刀點，螺紋車削完畢。

有了以上的認識，我們知道沒個循環(huán)都會是一個螺紋軌跡。如果能控制每個循環(huán)的切入點及其深度，n多條螺紋就有可能組成特殊的螺紋形狀。那么每個切入點按圖1示出的牙形確定δ1和深度有關(guān)的x坐標(biāo)，最后就能加工出圖2的形狀。因為是大節(jié)距，可用普通的螺紋刀或偏刀。怎樣精確獲得切入點的坐標(biāo)呢？

首先在CAD內(nèi)繪制螺紋的外輪廓，把工件坐標(biāo)系的原點重合在CAD坐標(biāo)系的原點，并在留了8mm，為n多切入點地方，退出段留有4*2的溝槽，外圓加工成Φ47mm。

其次對一個節(jié)距的切入段分點。熟悉CAD的，都容易實現(xiàn)這個操作：先截去導(dǎo)入段δ1成一個節(jié)距，再組合成Pline線，對線按要求分成n等分。

最后就是要把圖示中的n多切入點坐標(biāo)按機床坐標(biāo)格式提取出。這點的實現(xiàn)需要程序幫忙，可能對一些讀者有難處，可以借用CAD的二次開發(fā)程序找點。

3.Excel 里編制數(shù)控程序

對一般的螺紋用G92指令就可以了，可是對異形大節(jié)距且用普通的刀具加工就不行了?？紤]到G32能很好保持螺距，還能控制多頭螺紋切入，可以用來編程。但G32指令的切入切除都需要人為設(shè)定，給編程書寫帶來繁瑣。由于我們是借現(xiàn)代計算機介入自動編程，這為解決書寫等繁瑣提供可能。

在編程前熟悉一下G32指令格式：編程格式 G32 X（U）～ Z（W）～ Q～ F～

式中：X（U）、Z（W）- 螺紋切削的終點坐標(biāo)值；X省略時為圓柱螺紋切削，Z省略時為端面螺紋切削；X、Z均不省略時為錐螺紋切削；（X坐標(biāo)值依據(jù)《機械設(shè)計手冊》查表確定）

F -- 螺紋導(dǎo)程；Q -- 螺紋切入角度，適用于多頭螺紋。

螺紋切削應(yīng)注意在兩端設(shè)置足夠的升速進刀段δ1和降速退刀段δ2。

4.螺紋試切

經(jīng)過以上程序方面的準(zhǔn)備可以試制工件了。準(zhǔn)備Φ50*200mm的膠木，右偏刀或普通螺紋刀（刀尖角可小些，到后角大些，因為每次的進給較?。Ｔ跈C床上對刀加工，請注意工件的程序原點不能對錯。

5.回望

本文主要給大家一個新思路，對一些特殊的螺紋加工有些參考。但是也有不足，有待深入研究，比方怎樣保證光潔度、精度與加工效益。這兒把螺紋切入段與導(dǎo)入行程合一，那么預(yù)留的長度留多少有利于平穩(wěn)加工螺紋等等問題。但是此法確實可以加工一些宏程序不易實現(xiàn)的不規(guī)則牙形螺紋加工，對一些規(guī)則曲線牙形的螺紋也很容易實現(xiàn)，只要能繪制出牙形線，比方正玄牙形螺紋，正玄線又可以利用Excel和CAD繪出。還有對刀具形的要求不高。

參考文獻：

[1] 魯選民主編，微機繪圖與AutoCAD R12.0應(yīng)用，西安交通大學(xué)出版社，1997.

[2] 于奕峰，楊松林主編，基于AutoCAD2000平臺工程CAD技術(shù)與應(yīng)用，化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

[3] 黃玲佳編著，中文Excel5.0 for Windows 教程，科學(xué)出版社（龍門書局），1997.