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【摘 要】随着数控技术的进一步发展，数控车床的应用越来越广泛。当前职业技术院校的数控教学，比较重视数控程序编辑的讲解，但对数控加工零件的精度控制方法介绍得比较少，这往往会淡化学生对产品精度质量的重视程度。本文通过典型零件（螺杆）的加工，重点介绍螺杆加工的夹具设计与程序编制。
【关键词】工艺分析；参数宏程序；程序跳转
一、零件加工工艺分析
（1）螺杆零件特点分析。毛坯材料为Q235A，规格为φ30
×200mm。
从零件图1要求及材料来看，虽然该工件形位精度要求不高，但加工过程中仍有一定难度，主要体现在以下几方面：螺杆直径相对较小、长度较长，所以刚性不好；三角螺纹加工大径为φ24 mm，尺寸相对较小，但螺距较大（3mm），螺纹长度较长，且三角螺纹的端部是圆弧面。梯形螺纹螺距为6mm，长度较长。目前SIEMENS 802S数控系统螺纹编程指令有G33和LCYC97是简单螺纹切削，直接采用显然不适合可以考虑利用宏程序控制螺纹切削进刀方式，避免三刃切削。（2）确定工艺路线。工艺步骤：利用三爪卡盘装夹φ30 mm毛坯使工件伸出长度大于82.5mm ，完成零件右端外轮廓加工，再加工三角螺纹。右端加工完成后，松开卡盘调头装夹φ30毛坯，伸出长度20mm左右，车削端面控制工件长度尺寸，然后钻中心孔。（注：中心孔不宜大，满足加工条件即可）松开工件用夹套套在φ22的外圆上，三爪卡盘夹住夹套，采用一夹一顶加工梯形螺纹。
二、夹具设计
定位方案确定及辅助装夹零件的设计。参照图纸，该工件形位精度要求不高，可考虑采用“一夹一顶”装夹（若用卡盘直接夹持，工件会因径向切削力过大和热变形的影响出现弯曲变形，很难达到技术要求）；但加工三角螺纹时，由于露出端为圆弧面，该圆弧面上不允许加工中心孔，常用的后顶尖不适合。为此，我们可设计加工出图2所示的辅助支撑件，并将辅助支撑件装入机床尾座套筒内，利用它前面的凹圆弧与工件凸圆弧面接触（两圆弧面半径相同），以增加工件的刚性，解决了加工三角螺纹由于刚性不足而引起的零件变形和让刀现象、减小了尺寸误差。该辅助支撑件相对于工件可以回转，但要在其凹圆弧贮油漕内加入适当的润滑油，以减小摩擦。
当零件三角螺紋一端加工完成后，调头车削梯形螺纹，发现不容易装夹，不能直接夹持三角螺纹，这里可以利用设计加工出的夹套，套在φ22 mm的外圆上。夹套内孔直径为φ22 mm，外圆尺寸为φ30 mm，该尺寸大于螺纹大径φ24 mm，这样三爪卡盘装夹工件时与三角螺纹就不会发生干涉；三爪卡盘夹住夹套，起到定位和保护零件作用，成批生产装夹牢固可靠方便。大批量生产时，如图3所示，该夹套加工后可一分为三，分别粘接在三个卡爪上，便于操作。
三、宏程序编制
（1）螺纹车削分析。普通车床加工梯形螺纹，螺纹精度比较容易控制，在数控车床上加工梯形螺纹，精度取决于程序。车削加工第一个零件时，为避免螺纹刀的三刃同时切削，必须考虑车削梯形螺纹的走刀轨迹，先在直径方向进刀车螺纹，然后往左进刀车螺纹，依次循环直到加工到螺纹尺寸。（2）梯形螺纹宏程序。XHWCJG.MPF；G54M3S800T1G0 F0.25；G0X30Z6；R1=26；FF：G0X=R1；G33Z-95K6；G0X30；Z5.7；X=R1；G33Z-95K6；G0X30；Z6；R1=R1-0.2；IF R1>=19 GOTOB FF；G0X100Z100；M30。
上述加工方法中的辅助零件要在自身机床上加工并使用，若工件形位精度要求高，则不采用该定位方法。该程序可以人为建立固定的模式，若用于加工任何不同直径的梯形螺纹，只需改变程序中的定位点、有关R参数和螺纹加工底径等。也可用于任何数控系统只须改变该系统的参数符号，比如FAUNC系统用参数变量用 “#” 符号和改变相关的加工指令即可。
参 考 文 献
[1]《SIEMENS系统操作说明书》
[2]李昌年主编.机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，2003（7）
[3]王先逵主编.机床夹具设计与制造[M].北京：机械工业出版社，2007（1）
【关键词】工艺分析；参数宏程序；程序跳转
一、零件加工工艺分析
（1）螺杆零件特点分析。毛坯材料为Q235A，规格为φ30
×200mm。
从零件图1要求及材料来看，虽然该工件形位精度要求不高，但加工过程中仍有一定难度，主要体现在以下几方面：螺杆直径相对较小、长度较长，所以刚性不好；三角螺纹加工大径为φ24 mm，尺寸相对较小，但螺距较大（3mm），螺纹长度较长，且三角螺纹的端部是圆弧面。梯形螺纹螺距为6mm，长度较长。目前SIEMENS 802S数控系统螺纹编程指令有G33和LCYC97是简单螺纹切削，直接采用显然不适合可以考虑利用宏程序控制螺纹切削进刀方式，避免三刃切削。（2）确定工艺路线。工艺步骤：利用三爪卡盘装夹φ30 mm毛坯使工件伸出长度大于82.5mm ，完成零件右端外轮廓加工，再加工三角螺纹。右端加工完成后，松开卡盘调头装夹φ30毛坯，伸出长度20mm左右，车削端面控制工件长度尺寸，然后钻中心孔。（注：中心孔不宜大，满足加工条件即可）松开工件用夹套套在φ22的外圆上，三爪卡盘夹住夹套，采用一夹一顶加工梯形螺纹。
二、夹具设计
定位方案确定及辅助装夹零件的设计。参照图纸，该工件形位精度要求不高，可考虑采用“一夹一顶”装夹（若用卡盘直接夹持，工件会因径向切削力过大和热变形的影响出现弯曲变形，很难达到技术要求）；但加工三角螺纹时，由于露出端为圆弧面，该圆弧面上不允许加工中心孔，常用的后顶尖不适合。为此，我们可设计加工出图2所示的辅助支撑件，并将辅助支撑件装入机床尾座套筒内，利用它前面的凹圆弧与工件凸圆弧面接触（两圆弧面半径相同），以增加工件的刚性，解决了加工三角螺纹由于刚性不足而引起的零件变形和让刀现象、减小了尺寸误差。该辅助支撑件相对于工件可以回转，但要在其凹圆弧贮油漕内加入适当的润滑油，以减小摩擦。
当零件三角螺紋一端加工完成后，调头车削梯形螺纹，发现不容易装夹，不能直接夹持三角螺纹，这里可以利用设计加工出的夹套，套在φ22 mm的外圆上。夹套内孔直径为φ22 mm，外圆尺寸为φ30 mm，该尺寸大于螺纹大径φ24 mm，这样三爪卡盘装夹工件时与三角螺纹就不会发生干涉；三爪卡盘夹住夹套，起到定位和保护零件作用，成批生产装夹牢固可靠方便。大批量生产时，如图3所示，该夹套加工后可一分为三，分别粘接在三个卡爪上，便于操作。
三、宏程序编制
（1）螺纹车削分析。普通车床加工梯形螺纹，螺纹精度比较容易控制，在数控车床上加工梯形螺纹，精度取决于程序。车削加工第一个零件时，为避免螺纹刀的三刃同时切削，必须考虑车削梯形螺纹的走刀轨迹，先在直径方向进刀车螺纹，然后往左进刀车螺纹，依次循环直到加工到螺纹尺寸。（2）梯形螺纹宏程序。XHWCJG.MPF；G54M3S800T1G0 F0.25；G0X30Z6；R1=26；FF：G0X=R1；G33Z-95K6；G0X30；Z5.7；X=R1；G33Z-95K6；G0X30；Z6；R1=R1-0.2；IF R1>=19 GOTOB FF；G0X100Z100；M30。
上述加工方法中的辅助零件要在自身机床上加工并使用，若工件形位精度要求高，则不采用该定位方法。该程序可以人为建立固定的模式，若用于加工任何不同直径的梯形螺纹，只需改变程序中的定位点、有关R参数和螺纹加工底径等。也可用于任何数控系统只须改变该系统的参数符号，比如FAUNC系统用参数变量用 “#” 符号和改变相关的加工指令即可。
参 考 文 献
[1]《SIEMENS系统操作说明书》
[2]李昌年主编.机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，2003（7）
[3]王先逵主编.机床夹具设计与制造[M].北京：机械工业出版社，2007（1）