車(chē)削加工中，螺紋的切削占有很大比重。在石油鉆采業(yè)，其所用的油管、鉆桿、鉆鋌及相應(yīng)的接頭等的切削加工主要是螺紋的切削，特別是英制錐螺紋的切削加工。因此，各種數(shù)控車(chē)床都具有公制或英制螺紋切削功能，以滿(mǎn)足加工要求。

　　在這些行業(yè)中，除了在新管子、新接頭等的毛坯上直接加工螺紋外，很大一部分工作是對(duì)已使用過(guò)的油管、鉆桿、鉆鋌等的螺紋部分進(jìn)行修復(fù)。由于這些工件的端部是錐螺紋，在其端部截除一部分后重新加工圓錐面，然后再加工螺紋則是大多數(shù)生產(chǎn)廠(chǎng)家所采用的方法。截除部分越少，越有利于這些工件的重復(fù)使用。然而，所面臨的問(wèn)題是如何在保留有原螺紋的圓錐面上，按原有螺紋的軌跡加工出新的螺紋。這個(gè)問(wèn)題在普通車(chē)床上比較容易解決，但在使用數(shù)控車(chē)床時(shí)，大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)都無(wú)法解決這個(gè)問(wèn)題。我們利用NUM1040T數(shù)控系統(tǒng)的“螺紋繼續(xù)切削”的功能圓滿(mǎn)的解決了這個(gè)問(wèn)題。

    一、數(shù)控車(chē)床的螺紋切削功能

　　普通車(chē)床加工螺紋是通過(guò)主軸與刀架間的內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈來(lái)保證的，即主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架移動(dòng)一個(gè)螺紋的導(dǎo)程。在整個(gè)螺紋的加工過(guò)程中，這條傳動(dòng)鏈不能斷開(kāi)，斷開(kāi)則亂扣。

　　同樣，在數(shù)控機(jī)床上加工螺紋也必須保證這個(gè)關(guān)系。由于數(shù)控機(jī)床的主軸與進(jìn)給軸之間沒(méi)有普通車(chē)床之間這種剛性?xún)?nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈，因此只能通過(guò)對(duì)主軸和進(jìn)給軸的控制來(lái)保證螺紋的加工。各種數(shù)控系統(tǒng)采用的方法幾乎都是相同的，安裝軸編碼器，進(jìn)給軸的速度和位移量跟蹤主軸的速度和轉(zhuǎn)角，從而實(shí)現(xiàn)螺紋加工，而主軸編碼器的標(biāo)記信號(hào)則是進(jìn)給軸移動(dòng)的基準(zhǔn)信號(hào)。

　　螺紋加工指令因使用的數(shù)控系統(tǒng)的不同而有些差異，下面以NUM1040T數(shù)控系統(tǒng)為例，

　　說(shuō)明螺紋的加工（指令為G33）。

　　加工圓柱螺紋時(shí)，通常編程如下：

　　N．．G00  Xa   Za
　　N．．G33  Xc   Zc   K．．   P．．  S．．
　　程序中： Xc , Zc—— 螺紋的終點(diǎn)位置；
　　         K．．—— 螺紋的導(dǎo)程（或螺距）；
　　         P．．—— 螺紋的總深度；
　　         S．．—— 螺紋的切削次數(shù)。

　　加工過(guò)程。首先，刀具快進(jìn)到（Xa，Za），再快移到（Xbi,Zb）[Xbi=Xc+ΔX·i (i =1,2,…,s)].當(dāng)系統(tǒng)測(cè)量到主軸編碼器的標(biāo)記信號(hào)時(shí)，刀具便按主軸一轉(zhuǎn)移動(dòng)一個(gè)k值而進(jìn)入隨動(dòng)狀態(tài)，加工至Zc處又返回起始點(diǎn)。如此循環(huán)，便加工出所要求的螺紋。值得強(qiáng)調(diào)的是，數(shù)控機(jī)床加工螺紋時(shí)，主軸編碼器的標(biāo)記信號(hào)是進(jìn)給軸進(jìn)入隨動(dòng)狀態(tài)的發(fā)令信號(hào)。

    二、數(shù)控車(chē)床上的螺紋繼續(xù)切削功能

　　上面提到的螺紋切削功能只適用于工件一次裝夾的情況。當(dāng)所加工的工件需卸下進(jìn)行測(cè)量或熱處理等其他工序處理后，再次裝夾，繼續(xù)進(jìn)行螺紋切削，或?qū)ぜM(jìn)行修扣等處理時(shí)繼續(xù)采用螺紋切削功能將造成亂扣現(xiàn)象。其實(shí)質(zhì)是工件重新裝夾后，已破壞了原來(lái)刀具運(yùn)動(dòng)起始點(diǎn)與主軸標(biāo)記信號(hào)之間的關(guān)系。

　　為了解決這個(gè)問(wèn)題，NUM數(shù)控系統(tǒng)設(shè)置了“螺紋繼續(xù)切削”功能。其思路是：采用手工對(duì)刀的方式，在任意位置得到原有螺紋某點(diǎn)處的位置及主軸對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角，以此作為螺紋切削功能—G33指令中的兩個(gè)參數(shù)；系統(tǒng)根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)自動(dòng)計(jì)算出起刀點(diǎn)對(duì)應(yīng)的主軸轉(zhuǎn)角；加工時(shí)，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)至該轉(zhuǎn)角時(shí)，發(fā)出指令信號(hào)，使伺服軸進(jìn)入隨動(dòng)狀態(tài)。顯然，“螺紋切削”功能與“螺紋繼續(xù)切削”功能的主要區(qū)別就是兩個(gè)功能的起刀點(diǎn)對(duì)應(yīng)的主軸轉(zhuǎn)角不同。

　　實(shí)際應(yīng)用時(shí)，必須考慮在自動(dòng)循環(huán)過(guò)程中如何實(shí)現(xiàn)人工對(duì)刀及對(duì)刀數(shù)據(jù)的自動(dòng)載入。對(duì)此，可編制一個(gè)子程序，程序編制步驟如下：

　　① 定義變量；

　　② 停止主軸，檢測(cè)主軸編碼器工作狀態(tài)；

　　③ 對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)編程停止；

　　④ 手動(dòng)對(duì)刀；

　　⑤ 自動(dòng)記錄對(duì)刀點(diǎn)的位置和對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角；

　　⑥ 重新啟動(dòng)主軸和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

　　在應(yīng)用“螺紋繼續(xù)切削”功能之前，調(diào)用該子程序即可。

　　編程例子如下：

　　%10038 （螺紋繼續(xù)切削功能的人工對(duì)刀和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）
　　VAR[b] = [.BM69]*3 + [.BM68] + [.BM68] + [.BM67]
　　[Bpom] = 91124 + [b]           [Bpos]=90100 + [b]
　　[Zappris]  [Xappris]  [Bappris]
　　ENDV
　　M05
　　WHILE  E[Bpom] = 1  DO  G04  F.1 (檢測(cè)主軸標(biāo)記信號(hào))
　　ENDW
　　M12 (進(jìn)給軸編程停止，進(jìn)入人工對(duì)刀，在按下循環(huán)開(kāi)始鍵后讀取對(duì)刀時(shí)主軸轉(zhuǎn)角和進(jìn)給軸的位置)
　　[Bappris] = E[Bpos]/1000    [Xappris] = UE70000  [Zappris] = UE72000
　　M12 (按下循環(huán)開(kāi)始鍵后存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并進(jìn)入自動(dòng)循環(huán)狀態(tài))
　　SAVE   [Bappris]/ [Xappris] /[Zappris]
　　%10 (主程序)
　　…
　　G77 H10038 (調(diào)用子程序%10038)
　　M03 S..
　　…
　　G00 Xa Za
　　G33 Z．．X．．K．．P．．S．．EZ(Zappris) EC(Bappris)

　　程序中各指令，變量及參數(shù)的含義請(qǐng)參考NUM數(shù)控系統(tǒng)的有關(guān)資料

    三、結(jié)語(yǔ)

　　“螺紋繼續(xù)切削”功能擴(kuò)展了數(shù)控車(chē)床的應(yīng)用范圍，使得螺紋的修復(fù)等加工要求在數(shù)控車(chē)床上成為可能，為以修復(fù)為主的機(jī)械制造業(yè)提供了先進(jìn)的制造設(shè)備。我們?cè)跒槟呈凸ぞ呋馗脑斓臄?shù)控車(chē)床上應(yīng)用了此功能，解決了進(jìn)口油管上普通車(chē)床無(wú)法加工的特殊扣型的修復(fù)問(wèn)題，得到用戶(hù)的肯定。