UGNX数控车床自动编程的螺纹加工

    螺纹连接是工程上常用的连接方式之一，螺纹连接以结构紧凑、连接可靠、拆卸方便等优点被广泛应用于各种设备、机器的零部件及日常生活中。螺纹加工的方法主要有车削、铣削、攻丝、套丝、磨削等，其中螺纹车削是车床加工中难度最大、要求最高的操作，在数控车床上加工螺纹更容易保证螺纹精度与表面质量。数控车床车削螺纹时，如果用手工编程，则涉及到螺纹标准的查询与计算，及螺纹加工指令的选择与应用，整个过程较为繁杂。用自动编程软件编制螺纹加工程序有利于消除各种类型螺纹加工方法的差异性，可有效减少甚至完全消除手工编程时繁琐的数值计算。关于NX的自动编程，数控铣削方面的文献资料较多，但对数控车削尤其是螺纹加工的自动编程进行分析的却鲜有报道。为此，本文将阐述在NX8.5中进行数控车床加工螺纹的方法。

1 螺纹零件的建模要求

    NX自动编程的基础就是零件图形，用NX所带的CAD模块可以方便获得所加工零件的数字模型。NX数控车床上螺纹零件的建模用特征来实现，方法是在已经完成的回转体圆柱或圆锥面上用“特征操作”命令，有两种螺纹的创建方式，即符号螺纹和详细螺纹。符号螺纹只代表零件是螺纹，与工程图中螺纹表示法类似，此时，NX将螺纹部分显示为虚线;详细螺纹是直接形成螺纹的三维图形，能直观看到螺纹的形状。建模时为了生成的工程图能符合工程制图标准的要求，将螺纹面投影后不至于出现螺旋线，也为了所建螺纹有较为详细的参数选择，一般用符号螺纹的方式来建模。选菜单“插入”“设计特征”“螺纹”，打开螺纹对话框如图1所示，在“螺纹类型”中选“符号”并按照G提示栏的要求选择螺纹所在圆柱面，这时系统会自动判断出与圆柱面最接近的公称直径，在“FORM”中选择螺纹的标准（如GB193），单击“从表格中选择”就可以选择该螺纹标准下的相关参数（如公称直径、螺距等），并将该标准下的大径、小径、牙形角等一一显示出来，如果这些数值不符合要求，可以勾选“手通过工输入”进行参数修正。

图1 螺纹零件建模

2 螺纹的加工设置

    螺纹加工在数控车削加工中一般是在外圆、端面、退刀槽等精加工之后的加工工序。NX数控车削加工时，每道工序的毛坯都是基于层的IPW（In ProcessWorkpiece），即系统会自动以上一道工序加工后的残留模型作为毛坯进行本次加工。因此在螺纹加工时，几何体（包括加工坐标系、毛坯几何体、工件几何体、车削几何体）可继承前道工序所创建的设置，除非没有前道工序，才为螺纹加工单独创建几何体。但螺纹加工时需要创建与前道工序不同的程序、刀具及操作，其中操作参数的设置是螺纹加工的关键环节，关系到螺纹线的加工位置、螺纹的大径、小径尺寸、螺纹加工时刀具的走刀方向、起点、终点、吃刀深度、螺纹头数等重要的加工参数。以下将详细说明外螺纹加工时参数的意义及设置方法。进入NX车削加工环境，在“插入”工具条中分别单击“创建程序”、“创建刀具”按钮，按照要求创建螺纹加工的程序，命名为“THREAD_TURNING”;创建螺纹加工所需要的刀具，命名为OD_THREAD_L。单击“创建几何体”创建螺纹加工坐标系MCS-SPINDLE、工件几何体WORKPIECE和毛坯几何体以及车削几何体TURNING_WORKPIEACE（这些参数命名是系统默认的，也可以修改默认名）。在“插入”工具条中选择“创建操作”打开“创建操作”对话框，选取“THREAD-OD”子类型，程序”择“THREAD_TURNING”，“刀具”选择OD_THREAD_L，“几何体”选取TURNING_WORKPIEACE，“方法”取“LATHE_THREAD”，“确定”后进入“外螺纹OD”对话框（如图2所示））进行“螺纹形状”的设置。