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本文依据肯纳车削工具选型样本推荐的进刀次数，结合公司涉及到的螺纹类零件的加工情况，采用数控B类宏通用加工程序进行编程加工螺纹，取得了良好效果。 我公司的零件产品具有单件小批量、零件设计大小不一以及螺纹规格特殊等特点。螺纹加工时多数以数控机床手工编程为主，程序编制后通用性差，导致加工效率低等问题出现。 为避免加工硬化、刀片的过度磨损以及保证螺纹的表面粗糙度，在螺纹加工最后一刀时需最少保持0.05mm的被吃刀量，否则会出现加工效率低以及螺纹质量差等问题。而目前大多数数控机床均采用固有程序控制，不能满足切削规范建议的最小被吃刀量为0.05mm的需求。结合CNC控制的机床能方便地调整横向进刀角度、进刀次数和被吃刀量的特点，并考虑螺纹车削加工时切屑缠绕以及刀具的使用寿命等因素，根据肯纳车削刀具选型样本推荐的进刀次数，编制了一个可以通用于加工55°和60°米制、寸制、圆柱、圆锥螺纹以及非标圆锥螺纹的B类宏通用自动加工程序（此程序不适用多头螺纹的加工）。 1. 加工进刀方式的选择及介绍 加工方式采用沿齿侧面改进式进刀方式（见图1），该方式具有下面几个特点：①右侧切削也参与一定程度的切削，可以减少右侧后刀面的磨损。②侧刀刃进给的修正方式，使得切削刃承受的弯曲压力减小，状态比较稳定。进而通过控制切屑形成的形状来控制排屑，切屑形状比较有利于切削排屑，减少切屑的缠绕，进而能够获得较大的背吃刀量。③切削处理性能较好，适用于大螺距中等材料的切削，起到减小振动的作用。 图1 沿齿侧面改进式进刀方式 2. 螺纹加工程序中各变量的含义及换算关系 基于CNC机床特性，编制适用于此类型机床的螺纹加工程序进行加工，主要根据表1和表2进行编程时的变量定义和换算。 3. 螺纹加工程序的编制及说明 基于CNC机床特性，编制适用于B类宏程序的螺纹加工程序，具体程序如下： G65P9600 X± Z± A± R± F_O9600 IF[#9 EQ 1]THEN#7＝5 （螺距等于1mm时，#7赋值5，即进刀次数为5次） IF[#9 EQ 1.25]THEN#7＝7 IF[#9 EQ 1.5]THEN#7＝7 IF[#9 EQ 1.75]THEN#7＝9 IF[#9 EQ 2]THEN#7＝9 IF[#9 EQ 2.5]THEN#7＝11 IF[#9 EQ 3]THEN#7＝13 IF[#9 EQ 3.5]THEN#7＝13 IF[#9 EQ 4]THEN#7＝15 IF[#9 EQ4.5]THEN#7＝15 IF[#9 EQ 5]THEN#7＝17 IF[#9 EQ 6]THEN#7＝20 （螺距等于6mm时，#7赋值20，即进刀次数为20次） IF[#9 EQ 0.907]THEN#7＝5 IF[#9 EQ 0.941]THEN#7＝5 （实际进刀次数因为第一刀被吃刀量过大，故分拆为两刀，总的进刀次数应为#7＋1次进刀） IF[#9 EQ 1.337]THEN#7＝7 IF[#9 EQ 1.411]THEN#7＝7 IF[#9 EQ1.814]THEN#7＝9 IF[#9 EQ 2.208]THEN#7＝11 IF[#9 EQ 2.309]THEN#7＝11 IF[#9 EQ 3.175]THEN#7＝13 #3＝1 （#3赋值为1，计数开始） #4＝SQRT[#7] （#4等于（#7）1/2，#7为设定的进刀次数） # 20 ＝ TAN[27] {#20 等 于tan（27°），27°为径向进刀角度，大螺距振动时可将进刀角度改为27.5° （55°螺纹）或30°（60°螺纹）} IF [#24 GT 0] GOTO100 {当#24＞0时，程序跳转至N100（车外螺纹），#24＜0时，车内螺纹} #8＝#9*0.575 （计算内螺纹单边切深） #25＝[ABS[#24]－#9－[ABS[#26]＋#18]*TAN[#1]*2－1.5] （计算内螺纹退刀安全距离） #21＝[#8/#4] （#21＝单边切深#8/#4） G0Z#18 （快进至Z向进刀安全距离） X#25 （快进至X向进退刀安全距离） G1 G99 X[ABS[#24]＋#21*0.55*2－#9] Z[#18－#21*SQRT[#3]*0.55*#20] F#9 （计算第一次进刀的X和Z值，并到达坐标值位置） G32 Z#26,A#1 F#9 （车螺纹，A的正负值取绝于正反刀塔，现为正刀塔） X#25 （X向进退刀安全距离） G0 Z#18 （Z向进刀安全距离） N400 IF[#3 GT #7] GOTO300 （当#3＞进刀次数#7时程序跳转至N300） G1G99X[ABS[#24]＋#21*SQRT[#3]*2－#9]Z[#18－#21*SQRT[#3]*#20]F#9 （计算第二次至N次进刀的X和Z值，并到达坐标值位置） G32 Z#26,A#1 F#9 （车螺纹） X#25 （X向进退刀安全距离） G0 Z#18 （Z向进刀安全距离） #3＝#3＋1 （#3累加1） GOTO400 （条件不满足程序返回N400） N100#8＝#9*0.615 （计算外螺纹单边切深） # 2 5 ＝ [ # 2 4 ＋ [ A BS[#26] ＋ #18]*TAN[#1]*2＋2] （计算外螺纹X向退刀安全距离） #21＝[#8/#4] （#21等于单边切深/#4） G0 Z#18 （快进至Z向进刀安全距离） X#25 （快进至X向进退刀安全距离） G1 G99 X[#24－#21*0.55*2] Z[#18－#21*SQRT[#3]*0.55*#20] F#9 （计算第一次进刀的X和Z值，并到达坐标值位置） G32 Z#26,A－#1 F#9 （车螺纹，A的正负值取绝于正反刀塔，现为正刀塔） X#25 （X向进退刀安全距离） G0 Z#18 （Z向进刀安全距离） N200 IF[#3 GT #7] GOTO300 （当#3＞进刀次数#7时程序跳转至N300） G1 G99 X[#24－#21*SQRT[#3]*2]Z[#18－#21*SQRT[#3]*#20] F#9 （计算第二次至N次进刀的X和Z值，并到达坐标值位置） G32 Z#26,A#1 F#9 （车螺纹） X#25 （X向进退刀安全距离） G0Z#18 （Z向进刀安全距离） #3＝#3＋1 （#3累加1） GOTO200 （条件不满足程序返回N200） N300 G0 Z#18 （返回Z向进刀安全距离） M99;% （程序结束返回主程序） 因我公司主要加工不锈钢材质，故螺纹进刀次数取上限值。当加工45钢、铜以及铝件时，可减少#7的数值，以达到最佳加工效率，具体进刀次数可参考肯纳刀具选型样本。 4. 加工程序的编制和加工实例 根据上述编制的程序，加工M30×2外螺纹和加工M30×2内螺纹程序的编制如下：
（1）加工M30×2 外螺纹（见图2）的编程。工件零点在工件端面轴心线外，X向程序自动计算（螺纹外径φ 30mm增加2mm，即φ 32mm），起刀点Z向＋10mm，螺纹终点为－20mm，螺纹大小为M30，导程为2mm，程序如下： G0 X35 Z10 ; G65 P9600 X30 Z－2 A0 R5 F2; G0 X200 Z100; M30 图3 内螺纹加工 （2） 加工M30×2 内螺纹（见图3）编程。内螺纹X向起刀点自动计算为螺纹直径减螺距再减2mm（即30－2－1.5＝26.5），与外螺纹的加工相比，除了“X30”变为“X－30”外，其余加工完全相同，X的正负是程序判断内外螺纹的依据。加工程序如下： G0 X25 Z10; G65 P9600 X－30 Z－30 A0 R5 F2; G0 X200 Z100; M30 图4 Rc1/2内锥螺纹 （3）加工Rc1/2外锥螺纹，如图4所示，具体程序如下： G65 P9600 X19.818 Z－16 A1.788R10 F1.814
（4）加工Rc1/2内锥螺纹，如图5所示，具体程序如下： G65 P9600 X－21.58 Z－16 A1.788R10 F1.814
（5）加工非标锥度螺纹外螺纹，如图6所示，具体程序如下： G65 P9600 X37.4 Z－30 R10 A7.5F3
（6）加工非标锥度螺纹内螺纹，如图7所示，具体程序如下： G65 P9600 X－41.7 Z－30 R10 A5F3 5. 结语 使用用户宏程序功能（ 变量、运算指令和条件转移）进行程序编制，可以使一般程序编写变得更加简单，让加工程序仅用一个简单的指令就能调用本程序，减少编程工作量，提高编程效率，同时可以保证螺纹加工质量，值得推广。 该程序只需知晓螺纹螺距、螺纹大小、螺纹长度以及起刀点，不需要确定每刀进给量，每次车螺纹只需要调出“O9600”这个程序，然后定义X、Z、R和F即可。实际加工结果与单独针对某一规格编程效果相同，但使用此程序在满足切削规范的前提下，具有简化并可重复利用的优势。对螺纹加工的效率、刀片的使用寿命、螺纹的表面质量和编程都有很大的提高。 作者：重庆川仪调节阀有限公司 刘 平 |
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