内容摘要：封闭双向回程螺纹在机械加工中比较特殊且无进退刀点，现选用G33指令编制宏程序，选用合适的数控刀具，通过实际加工，得出封闭双向回程螺纹切实可行的加工方法，并获得满意效果。
1. 问题来源
我单位生产的某螺杆类零件为航空产品传动机构中的关键零部件，该零件材料为2Cr13不锈钢，在零件外圆柱表面上有两条首尾相接、左右旋各一条的螺旋槽（见图1）。其在加工中的技术难点有：①该零件的左右螺旋槽在零件外圆中段，右旋螺旋槽的终点是左旋螺旋槽的起点，左旋螺旋槽的终点是右旋螺旋槽的起点，两螺旋槽首尾相连，完全没有进刀、退刀空间，如果加工方法不合适，必然会损坏螺纹两端。②该零件的左右螺旋槽牙型均为梯形，加工时会使刀具磨损较快，左右旋螺旋槽的牙型角度要靠刀具侧面角度来保证，并且在安装刀具时也不好控制刀具是否垂直于被加工零件，均易造成螺旋槽牙型不正确。
图1零件实体示意图
2. 加工方式对比及实践
FANUC系统的G32和西门子系统的G33为单一螺纹切削指令，需要多个程序段才能完成一次螺纹切削循环，且每次进刀退刀需单独编程，步骤繁多，使用时比较麻烦。但对于一些特殊螺纹切削，恰恰显示了其切削特点的优越所在，而采用G92、G76等循环指令，却不能加工出令人满意的效果。该零件的左右螺旋槽在零件外圆中段，右旋螺旋槽的终点是左旋螺旋槽的起点，左旋螺旋槽的终点是右旋螺旋槽的起点，首尾相连，没有数控车床加工螺纹时需要的进刀距离和退刀距离，如果用螺纹固定循环，则无法保证此类零件加工质量，与上述螺纹车削指令对比，现选取西门子系统G33带恒定螺距的切削螺纹指令加工此螺纹。
（1）进退刀方式和走刀路线（见图2）。首先用G33车削锥螺纹的方法，从A点车削到B点，不用回刀，再直接用G33车削直螺纹的方法车削到C点，不用回刀，直接反方向返回，用G33车削直螺纹的方法车削到D点，还是不用回刀，用G33车削直螺纹的方法车削到E点，再用G33的车削锥螺纹的方法从E点车削到F点，然后快速返回到A点，执行下一段程序。A—B（锥螺纹切削），B—C（直螺纹切削），C—D（直螺纹切削），D—E（直螺纹切削），E—F（锥螺纹切削），F—A（快速移动）。每一次螺纹切削X轴的终点坐标是下一个螺纹切削X轴的起点坐标，F点的X轴的坐标是返回安全点的X方向的坐标。最终螺纹的终点坐标由B点的X轴的坐标控制。
图2走刀路线图
加工该零件时，选用宏程序拟合法来加工，拟合法加工异形螺纹是通过不断改变刀具的起点位置对螺纹进行赶刀加工，逐点逼近实际螺纹轮廓。其编制的具体思路为：以齿高为变量，控制径向进刀，通过计算确定相应半径处的齿型宽度，并以齿宽参数为轴向进给变量，以切削刃宽度减去进给增量为轴向进给增量控制轴向进给。
（2）编制加工程序：
M3 S500（主轴旋转500r/min）
T1 D1（一号刀具一号刀补）
M8 （开切削液）
R1=3.5 （设定参数牙高3.5mm）
R2=8.13 （角度8.13°）
R3=17（牙底直径）
AA:R4=R1*TAN(R2) （赶刀尺寸计算）
R5=R3+2*R1 （进刀尺寸计算）
G0 X30 Z10 （快速定位）
G33 X=R5 Z-50K22（锥螺纹进刀）
G33 Z-200 K22（加工右旋螺旋线）
G33 Z-20 K22（加工左旋螺旋线）
G33 Z-100 K22 （把锥螺纹进刀时留下的高点车削掉）
G33 X30 Z-150 K22（锥螺纹退刀）
G0 Z10 （回退）
Z=10-R3-0.5 （牙侧向左赶刀）
G33 X=R5 Z-50K22（锥螺纹进刀）
G33 Z-200 K22（加工右旋螺旋线）
G33 Z-20 K22（加工左旋螺旋线）
G33 Z-100 K22 （把锥螺纹进刀时留下的高点车削掉）
G33 X30 Z-150 K22（锥螺纹退刀）
G0 Z10（回退）
Z=10+R3+0.5 （牙侧向右赶刀）
G33 X=R5 Z-50 K22（锥螺纹进刀）
G33 Z-200 K22（加工右旋螺旋线）
G33 Z-20 K22（加工左旋螺旋线）
G33 Z-100 K22（把锥螺纹进刀时留下的高点车削掉）
G33 X30 Z-150 K22（锥螺纹退刀）
G0 Z10 （回退）
R1=R1-0.1（每层进刀深度）
IF (R1<=0) GOTOF BB（条件判断）
GOTOB AA（无条件返回到AA程序段）
BB:G0 X100（返回到安全位置）
M30 （程序结束）
参考文献：
[1]鲁宏勋，高军波，秦磊. 数控加工技术精选教材[M]. 洛阳：中航工业空空导弹研究院出版社，2009.
[2]赵玉刚，宋现春. 数控技术[M].北京：机械工业出版社，2011.
单位：中航工业郑州飞机装备有限 作者：范存辉 尚文 柯兵
