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大螺距螺纹数控车加工(一)
数控车床上加工大螺距梯形螺纹的方法
巧用宏程序加工大螺距梯形螺纹 【摘 要】 为在数控车床上加工大螺距梯形螺纹，对梯形螺纹的加工工艺和
FANUC 0i系统宏指令的应用进行了研究，探索出一套利用宏指令在数控车床上加工合格梯形螺纹的方法，并结合实际生产验证了其可行性，拓展了宏指令的应用范围。
【关键词】 梯形螺纹；加工方法；宏指令；数控编程
1 引言
近年来数控大赛受到各方面的重视，其大赛的内容也在逐步丰富，加工梯形螺纹课题是普通车床的生产实习过程中最基本的实习课题，现也成为数控大赛中的一项重要内容。但在数控车床实习过程中，常常由于加工工艺方面的原因，却很少进行梯形螺纹的加工练习，再加上受学校设备的影响，所加工出的梯形螺纹质量较差。如何在数控车床上高效、高质量地加工出合格梯形螺纹成为许多指导教师急待解决的难题。其实，只要工艺分析合理，使用的加工指令得当，完全可以在数控车床上加工出合格的梯形螺纹。
下面以如图1所示梯形螺纹，阐述其加工方法。
图1 梯形螺纹
2 梯形螺纹的车削工艺分析
加工梯形螺纹的加工有很多种：直进法、斜进法、左右切削法、车直槽法、分层法等等[1]。由于梯形螺纹较之三角螺纹，其螺距和牙型都大，而且精度高，牙型两侧面表面
粗糙度值较小，致使梯形螺纹车削时，吃刀深，走刀快，切削余量大，切削抗力大。再[1]加工许多学校的数控车床刚性较差，这就导致了梯形螺纹的车削加工难度较大，在数控车工技能培训中难于掌握，容易产生“扎刀”
和“爆刀”现象，进而对此产生紧张和畏惧的心理。在多年的数车工实习教学中，通过不断的摸索、总结、完善，对于梯形螺纹的车削也有了一定的认知，我认为利用宏程序进行分层切削，可以很好地解决出现的问题。
“分层法”车削梯形螺纹实际上是直进法和左右切削法的综合应用。在车削较大螺距的梯形螺纹时，“分层法”通常不是一次性就把梯形槽切削出来，而是把牙槽分成若干层，每层深度根据实际情况而定。转化成若干个较浅的梯形槽来进行切削，可以降低车削难度。每一层的切削都采用左右交替车削的方法，背吃刀量很小，刀具只需沿左右牙型线切削，梯形螺纹车刀始终只有一个侧刃参加切削（如图2），从而使排屑比较顺利，刀尖的受力和受热情况有所改善，因此能加工出较高质量的梯形螺纹，且容易掌握，程序简短，容易操作。
图2 分层切削法
3 宏程序分层加工大螺距梯形螺纹
3.2 程序
以Fanuc 0i mateTC系统为例，图1所示梯形螺纹的加工程序如下：
O0001；
T0101 M03 S300；换梯形螺纹刀，主轴转速300r/min
G00 X38 Z5；快速走到起刀点
#101=36；螺纹公称直径
#102=0；右边借刀量初始值
#103=-1.876；左边借刀量初始值(tg15*3.5*2或0.938*2)
#104=0.2；每次吃刀深度，初始值【大螺距螺纹数控车加工】
N1 IF [#101 LT 29] GOTO2；加工到小径尺寸循环结束
G0 Z[5+#102] ；快速走到右边加工起刀点
G92 X[#101] Z-30 F6；右边加工一刀
G0 Z[5+#103] ；快速走到左边加工起刀点
G92 X[#101] Z-30 F6；左边加工一刀
#101=#101-#104；改变螺纹加工直径
#102=#102-0.134*#104；计算因改变切深后右边借刀量(tg15/2=0.134) #103=#103+0.134*#104；计算因改变切深后左边借刀量(tg15/2=0.134) IF[#101 LT 34] THEN #104=0.15；小于34时每次吃刀深度为0.15 IF[#101 LT 32] THEN #104=0.1；小于32时每次吃刀深度为0.10
IF[#101 LT 30] THEN #104=0.05；小于30时每次吃刀深度为0.05 GOTO 1；
N2 G92 X29 Z-30 F6；在底径处精加工两刀
G92 X29 Z-30 F6；
G00 X100 Z100 M09；刀架快速退回，关闭冷却
M05；主轴停
4 结论
在实践教学和大赛中，运用宏程序分层加工梯形螺纹，这种易懂、易掌握的车削梯形螺纹方法，得到了充分地肯定和好评。教师能够较形象、较直观地把车削方法讲解和传授给学生，学生普遍也能够较快、较容易地理解和掌握这种车削方法，大大降低了梯形螺纹车削这一课题的教学难度和强度，在数控技能大赛中累创佳绩。我们只有掌握和熟练了各种车削方法，熟练运用数控指令，一定能在车削过程中灵活运用，高效率、高精度、高品质地完成梯形螺纹车削。
参考文献
[1]王公安.车工工艺学[M].第一版.北京:中国劳动保障出版社,2005.
[2]北京法那科机电有限公司. Fanuc 0i mate TC 操作说明书,2007.
[3]汪荣青,邱建忠.数控编程与操作(第一版)[M].北京:化学工业出版社,2009.
大螺距螺纹数控车加工(二)
宏程序在数控车床加工大螺距螺纹中的应用
宏程序在数控车床加工大螺距螺纹中的应用
摘要：螺纹加工是数控车床工必须掌握的一个重要课题。很多教材一般只给出螺纹加工的指令及其参数的含义，对于如何运用螺纹加工指令加工出符合精度要求的不同种类的螺纹没有涉及。文章以外螺纹为例，介绍了在数控车床上，螺纹精加工宏程序在编制程序中变量的设置和车削过程中的合理安排。
螺纹加工是数控车床工必须掌握的一个重要课题。很多教材一般只给出螺纹加工的指令及其参数的含义，对于如何运用螺纹加工指令加工出符合精度要求的不同种类的螺纹没有涉及，下面就螺纹编程教学中特别是大螺距螺纹精加工中应用宏程序的方法谈谈笔者的一些看法。
主要是选用合适的螺纹加工指令。
一、螺纹切削的加工方法
目前大多数的数控车床系统中，螺纹切削一般有两种加工方法：直进式切削法和斜进式切削法。下面以FANUC 0i-TB为例说明：
（一）直进式螺纹车削指令和方法
1．属于直进式车削螺纹的指令有G32、G92。两个编程指令的不同是：G32的每个程序都是单独定义的，因而实现了对螺纹切削全过程的绝对控制，每次切削都需要退刀、返回、进刀才能形成重复加工；G92是一个封装式螺纹切削循环，每次走刀中的四个主要螺纹切削运动形成了一个方形
区域。两个编程指令相同的是：G32、G92编程切削深度分配方式一般为常量值，双刃切削，其每次切削深度一般由编程人员编程给出，如图1所示：
2．直进式切削方法。车削螺纹时，螺纹刀刀尖及两侧刀刃同时参加切削，每次进刀只作径向进给，随着螺纹深度的增加，进刀量相应减小，否则容易产生“扎刀”现象。直进法切削力比较大，而且排削困难，因此在切削时，两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差；但是其加工的牙形精度较高，因此一般多用于螺距小于2mm和脆性材料的螺纹车削。由于刀刃容易磨损，因此加工中要勤测量。
（二）斜进式切削
1．G76编程切削深度分配方式一般为递减式，其切削为单刃切削，其切削深度有控制系统来计算给出。
2．斜进式切削方法，螺纹车刀沿着牙型一侧平行的方向斜向进刀，直至牙底。斜进法加工螺纹始终为单侧刃加工，加工刀刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。但由于其为单侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易，并且切削深度为递减式。因此，此加工方法一般适用于大螺距螺纹加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工况较好，在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为容易。 在加工较高精度 （精度为H6以上、粗糙度为Ra1.6，视为较小时）大螺距螺纹时，单独使用上述两种螺纹加工方法都不能完成。
二、宏程序加工大螺距高精度螺纹
由于用G76加工使程序简单，G92或G32使精度较高，因此可采用两种编程加工方法结合完成，即先用G76加工方法进行粗车工，然后用G92或G32加工方法精车工。为了适应不同类型的螺纹精加工，采用宏程序调用的方法进行螺纹精加工，下面以大螺距普通直螺纹为例说明：
（一）计算螺纹精加工的起点
使用G92、G32进行精加工时要注意的是粗加工和精加工时的起刀点要相同，以防止螺纹乱扣的产生。为保证螺纹加工精度，用G76粗加工之后X向留有0.2～0.3mm的加工余量，由图2可知，用G92编程时的起点与G76起点的偏移量为：ΔZ=（0.65P-0.2）TAN（α/2）（P为螺距，α为牙型角，0.2为精加工余量）。
（二）精加工螺纹的方法
为达到H6精度以上、粗糙度小于1.6的螺纹精加工，选用高速钢车刀，主轴转速为Vc=5~8m/min、切削深度为0.05mm的低速左右切削，径向切削深度小于0.03mm时采用轴向进刀方式，走刀次数不小于3次。如图3所示：
（三）螺纹精加工的程序（部分）
以下是用G32进行编程
O0001；
#14=D或d（ 螺纹公称直径）
#1=P （P为螺距）
#2=#14-2*0.65*P （#2为螺纹小径，直径值） #3=0.1 （为精加工切削每刀吃刀深度，直径值） #4=#2+0.03（最小加工余量）
#5=L（螺纹长度）
#6=2*0.65*P+1（退刀距离）
G00 X** Z** G99 S** M03（X** Z**螺纹切削起点坐标，S**主轴转速）
#7=#2+0.2（0.2为精加工余量）
N100 IF [#7LE#4] GOTO 500（判断，如果#7小于等于#4，就执行N500程序段）
#7=#2+0.2 - #3
G00 X#7 W-0.05（向左偏移0.05mm）
G32 W-#5 F#1（车螺纹）【大螺距螺纹数控车加工】
G00 U#6（X向退刀）
G00 W#5（Z向退刀）
G00 W0.05（螺纹切削起刀点）
IF [#7LE#4] GOTO 500
M98 P17000
IF [#7GT#4] GOTO100
N500 M98 P38000
G00 x** y**（程序起点位置）
M05【大螺距螺纹数控车加工】
M30
O7000；（右切削）
#7=#2+0.2 - #3
G00 X#7 W0.05
G32 W-#5 F#1
G00 U#6（X向退刀）
G00 W#5（Z向退刀）
G00 W-0.05（螺纹切削起刀点）
M99
O8000；（最后修光）
G00 X#2
G32 W-#5 F#1
G00 U#6（X向退刀）
G00 W#5（Z向退刀）
M99
这个程序的目的是把螺纹的精加工阶段分为左右切削，最后还有0.03mm余量时用子程序O8000采用直进法进行加工。
（四）注意事项
使用上述宏程序进行精加工，要注意刀具起始点要准确，不然容易乱扣，造成零件报废。程序中#5=L（螺纹长度）是指螺纹加工含螺纹加工空刀导入量和空刀退出量。在精
大螺距螺纹数控车加工(三)
宏程序在数控车床加工大螺距螺纹中的应用
宏程序在数控车床加工大螺距螺纹中的应用
大螺距螺纹数控车加工(四)
数控车床换刀加工梯形螺纹原理分析
摘 要 大部分数控加工技术人员在遇到梯形螺纹加工等较大螺距零件时，加工技术人员往往因道具磨损等更换、无法确定换刀后的起刀点而改用普通车床进行生产加工，从而降低了生产效率、增加了生产成本和操作者的劳动强度，也极大地延长了生产工时。 关键词 数控车床 梯形螺纹 换刀精车
中图分类号：TG659 文献标识码：A
目前数控机床从业人员普遍认为数控车床只能加工三角螺纹和小螺距螺纹，对于较大螺距的梯形螺纹也只能进行粗加工和半精加工。因为数控加工梯形螺纹过程中，刀具磨损或者强度不够而损坏时无法保证零件的尺寸精度和图纸要求需更换刀具，而数控车床在螺纹加工过程中刀具位置发生变化螺纹起点也发生变化，所以不能用来精加工。
1梯形螺纹加工时换刀具螺纹不乱纹的必要条件
无论是应用普通车床还是数控车床进行螺纹梯形螺纹车削，都要满足以下两个条件进行切削加工：
（1）螺纹的车削加工时，螺纹的螺旋线按照车床主轴旋转一周，刀具纵向移动一个螺距或者导程的规律进行螺纹加工。
（2）更换螺纹刀具后，在刀具刀位点统一的前提下，每次车削与粗车时起点一致就不会产生乱纹现象。
2数控车床车削螺纹的加工原理
数控车床进给系统和普通车床进给最大的区别是，主、进给传动分离。数控车床的主传动与进给采用了各自独立的伺服电机，使传动链变得简单，可靠，同时各电机即可单独运动也可实现多轴联动。所以，数控车床车削螺纹时，溜板箱上的纵向丝杠和螺母是由该轴的伺服电机直接进行驱动的。传动过程如下：主轴→主轴脉冲发生器→数控系统；电机（或带有机械接口――纵向长丝杆、螺母）→滑板箱→刀架。
通过其传动途径可以看出，数控车床车削螺纹时，不是像普车那样通过主轴到溜板箱一系列传动链所控制，而是由数控系统驱动电机进行控制的。设计者为了保证数控车床在车削螺纹时有固定的起刀点和退刀点在主轴上安装了光电脉冲编码器，从而保证数控车削螺纹时通过与数控系统协调工作，使其能够准确实现刀具运动要求。原因是，光电编码器的电压是由数控系统提供的，当与数控车床主轴同步转动的中心旋转一周时，光电编码器可发出两路或者多路脉冲信号：一路是一个脉冲数所表示的定位脉冲，用来控制螺纹车削时的起刀点，保证了螺纹加工过程不会乱纹；另一路是与定位脉冲信号相同的螺纹加工时的纵向进给脉冲信号，即主轴每旋转一周时发出数控所要求的脉冲信号，用来控制所加工螺纹的螺距或者导程的大小。正因为如此，数控车床车加工螺纹是根据机床主轴每旋转一周，刀具纵向移动一个螺距或者导程的规律而加工出来的。所以每一把成型的螺纹刀具只要刀位点一致就不会出现乱纹现象。
3数控车床的换刀原理
首先根据加工工艺我们为了便于控制每一把数控车刀在加工时的先后顺序、位移、起始位置及规定路线，须在加工前进行对刀，从而建立工件坐标系，使每一把刀具刀位点通过系统补偿都能重合在工件坐标系的原点。进而可以得出，每一把成型的梯形螺纹刀具在刀具刀位点统一的前提下，每次车削螺纹的起刀点一致，所以精加工梯形螺纹而不会出现乱纹。
4梯形螺纹车削时主轴转速的选择
在数控车床上车削梯形螺纹零件时、采用高速车削不能很好的控制和保证零件的表面粗糙度，不能够满足零件图纸要求，低速车削生产效率较低，提高加工成本，而加工过程中从高速直接变为低速时则会使梯形螺纹产生乱纹现象。为避免这一现象发生，变速车削时的乱纹问题可以通过简单方法解决，粗车梯形螺纹时首先采用高转速进行车削，在用转速来精车修光。从而，既保证了梯形螺纹的尺寸精度和表面粗糙度又提高了生产效率。
5梯形螺纹车削时常用进刀方法分析
直进法：螺纹车刀X轴方向间歇车削至螺纹底径。此方法切削梯形螺纹时，螺纹车刀的三面切削刃都进行车削，加工中容易导致排屑困难，切削热和切削力增加，刀尖磨损严重。当进给量过大时容易产生“扎刀”现象。该方法可以使用螺纹车削固定循环指令G92实现，显然这种方法是不可取的。
斜进法：螺纹车刀沿牙型角方向斜向间歇车削至螺纹底径。应用此方法车削梯形螺纹时。螺纹车刀的三面切削刃只有一个侧切削刃进行车削，排屑较为顺畅，刀尖的受热和受力情况得到改善，车削时不易产生扎刀现象。该方法可以使用螺纹车削复合循环指令G76来实现。相对于直接进刀法，此方法是可取的。
综上所述：梯形螺纹等大螺距、导程的零件加工根据加工工艺应采用斜进法的G76指令进行车削加工。
6加工梯形螺纹时存在问题
在数控车床上加工梯形螺纹选择转数需要考虑不能超过其最大工作频率。例如：采用步进电机我们设定的最高转数不能使步进电机启动后，其运行速度不能跟踪系统指令频率连续上升从而容易产生乱纹现象；加工大螺距或者导程的梯形螺纹，螺纹指令的循环起点也会影响螺纹的加工质量，螺纹的循环起点一定要在大于等于螺纹起始点二倍螺距或导程，避免主轴在变速过程中进行螺纹车削；对刀时，为避免对刀误差过大，应采用同样方法进行对刀。
根据上述分析在数控车床是可以进行大螺距或者导程的梯形螺纹加工的，进行数控加工前掌握数控机床工作原理和工作过程是必要的，这样才会使数控车床在生产加工中全面发挥数控车床的性能。
大螺距螺纹数控车加工(五)
数控车曲面螺纹的加工方法
【摘要】数控车技能竞赛日趋激烈，异形螺纹是大赛新的考点和难点，本文以椭圆面上车圆弧螺纹为例探讨非圆曲面和螺纹的编程，加工和比赛是的技巧，通过FANUC系统数控机床加工，验证和分析程序的可行性，解决生产加工难题。 【关键词】宏程序；非圆曲线；椭圆；圆弧螺纹；步距；坐标系
1.前言
非圆曲面（如椭圆，双曲线，抛物线等）螺纹工件可用于紧固工件或装饰工艺品，现有数控系统没有现成曲面螺纹循环指令，这时可用宏程序手工编程方式实现，简单高效，可扩大机床的加工范围。
本文以如图1所示工件为例，介绍FANUC系统宏程序的编程，探讨非圆曲面螺纹的加工方法。已知椭圆的长半轴a=50，短半轴b=20，方程式：小圆直径为5，深度为1，槽底直径24，宽10，螺距6。
2.编程思路
非圆曲线的加工很容易，关键是螺纹。曲面螺纹的加工是刀具沿着曲面路径加工而成。当刀具的切削起点有规律的变化，每次还沿着曲线的轨迹车螺纹，就形成了曲面异形螺纹。本例椭圆曲面圆弧螺纹的切削起点有规律的变化（沿着R2.5小圆的圆周作等步距的变化），每次螺纹还都走椭圆曲线，最终形成椭圆面上圆弧螺纹，所以编程的关键是小圆的圆心坐标系与椭圆坐标系叠加起来找到与工件坐标系的关系，再计算出小圆圆心角的变化范围和椭圆曲线的变化范围，问题就迎刃而解了。
3.圆弧螺纹的切削加工
3.1 刀具的选择
该螺纹如果使用Φ5的圆弧刀，圆弧刀要磨出一定的螺旋升角，防止刀具的后刀面与工件发生干涉。螺纹到达底部时切削刃与工件接触过多，容易引起振动，切削高强度材料时容易崩刀。若使用93?尖刀，排屑比较容易，加工牙型表面质量比较好，但螺纹曲面要平缓，牙型深度不宜过深.防止刀具与工件发生干涉。
3.2 螺纹切削用量的选择
螺纹切削时，在考虑刀具的寿命的同时要保证螺纹质量和最佳切削速度，合理的走刀次数和进刀量对螺纹的质量有决定性的影响，圆弧刀转速取200r/min（转速公式N≦1200/P-K），尖刀转速可以高一些300r/min，切削深度不宜过大，进给速度为一个螺距F=6，当然转速和吃刀量还要根据机床的刚性，刀具的强度和切削材料的强度等具体情况而定。
3.3 螺纹的切削指令选择
FANUC系统螺纹的加工指令有G32，G92，G76，G35/G36，但对于非圆曲面螺纹的加工，数控车系统没有现成的螺纹加工指令，只有利用G32指令结合非圆曲线轮廓宏程序加工。G32螺纹切削指令格式为：
G32X（U）_Z（W）_F_X（U），Z（W）为螺纹切削的终点坐标值，F为导程
3.4 编程加工方法
方法一，使用尖刀加工圆弧螺纹。
（1）螺纹行程的确定
在数控加工螺纹时，由于车床伺服系统本身有滞后性，在螺纹的起始段和停止段发生螺距不规则现象，也就是车螺纹时起始时有一个加速过程，结束时有一个减速过程，所以车螺纹时设置导入量和到处量。如上图将螺纹进，退刀点偏移工件一个螺距。
（2）小圆圆心角和椭圆起始，终止角的变化范围
通过绘图软件CAD可以方便标出小圆1圆心坐标O2（24.0，19.02），小圆1到9起始和终止角度的变化范围在[25，155]之间，（比赛的时候不需要标出小圆的起始和终止角，直接取[0，180]）.椭圆曲线的起始角α和终止角β为：α=arccos（24/51.5）=62.2°β=180-α=117.7°
（3）坐标系的叠加
工件坐标系，椭圆坐标系和小圆坐标系的坐标原点分别为O，O1和O2（如图2所示）任意切削点A的确定，在小圆坐标系下圆的参数方程和在椭圆坐标系下椭圆的方程分别为：
以上程序阴影部分椭圆曲线的程序也可以用椭圆的标准方程编写，值得注意的是椭圆的标准方程和参数方程编程时，由于逼近椭圆曲线的方式不同的，为了减少螺纹的误差，椭圆曲线和螺纹的编程方法要统一。椭圆曲线加工精度与步距有关，步距越小，椭圆的精度越高。
方法二，使用成型刀加工圆弧螺纹。
（1）宏程序的调用
功能：当指定G65时，调用以地址P指定的用户宏程序，数据（自变量）能传递到用户宏程序中。
格式：G65P（p）L（I） （自变量赋值）
（p）要调用的程序号
（I）重复次数（省略时默认为1）
（自变量赋值）：传递到宏程序的数据
（2）吃刀量和刀具轨迹
由于使用圆弧刀车螺纹时，越靠近底部吃刀刃越宽，切削力越大，也容易振动，根据机床，刀具的具体情况分配吃刀量，第一刀量可以多一点，最后一刀量少点，刀具的轨迹如图4所示（O1为螺纹切削起点，圆弧刀对刀时Z方向必须是圆弧刀的中心）。
上面程序也可使用单一循环修改刀补值的方法来实现，在机床的摩号中修改每一刀切削深度值，其程序省略。
4.加工方法比较和分析
从以上的加工方法看，使用尖刀编程繁琐，但加工表面质量更好，必须注意的是牙型深度不宜过大否则刀具与工件发生干涉。使用直径为5MM的成型刀使用单一循环修改刀补值的方法编程非常简单，在技能比赛中非常实用，但有一定的局限性，有时没有牙型形状的刀子。当牙型深度过大甚至大于于小圆半径时，必须选择小于小圆半径的圆弧刀，采用尖刀的编程方法，将上述方法结合起来就可以了。
5.结束语
笔者巧用非圆曲线轮廓宏程序结合G32螺纹切削指令的方法，解决了曲面螺纹编程问题，只要改变变量赋值，曲线方程或成型刀的形状，就能适应同类零件非圆曲面螺纹的编程与加工，在生产中有着实际意义。
参考文献
[1]周虹，喻丕珠，罗友兰.数控加工工艺设计与程序编制[M].北京人民邮电出版社，2012：136-140.
[2]周维泉，数控车铣宏程序的开发和应用[M].机械工业出版社，2012：3-5.
[3]王金泉，黄伟斌，马勇.数控车床综合实训[M].中国轻工业出版社，2008：146-175.
作者简介：闫申（1985—），男，数控车技师，主要从事机车齿轮数控车床编程调试。
大螺距螺纹数控车加工(六)
圆弧形螺纹的数控加工
摘 要：在新产品的研发和试制阶段及企业单件生产时，在保证质量的前提下用三角形螺纹刀代替球刀加工圆弧形螺纹，能在很大程度上降低企业的生产成本。本文根据圆弧形螺纹的几何形状特点，利用三角形螺纹刀、华中数控系统的宏程序功能并结合G82循环指令编制出了具有通用性、适用性且应用简单的圆弧形螺纹的粗、精加工宏程序。 关健词：圆弧形螺纹 三角形螺纹刀 宏程序
在数控车床切削加工中经常会遇到圆弧形螺纹的加工，最简便的方法是用球头刀编制程序进行加工。但有时只需要加工单件，这个时候再买一把球刀加工此种类型的螺纹就会提高这个件的成本，如果能用普通的螺纹刀加工出圆弧形螺纹将会大大节省成本。本文就是针对上述问题以华中系统为例，系统阐述了用三角形螺纹刀加工圆弧形螺纹的用户宏程序的编制和应用。
如图一所示，要加工此种类型的圆弧形螺纹，一种方法是直接使用球头成型刀再辅以螺纹的循环指令就可以加工出来。但是如果这个件是单件或者是一个试制阶段的零件，买一把球刀去加工势必会增加成本，这个时候我们可以考虑用三角形螺纹刀来加工此种类型的零件。
图一
一、用三角形螺纹车刀车圆弧形螺纹的原理
圆弧形螺纹的截面是圆弧形，我们可以依据“数据密化”原理，只要根据曲线公式表达出曲线上坐标点的坐标值，然后用螺纹指令G82沿着这些坐标值依次移动就能走出我们要的圆弧螺纹。
圆的参数方程为： （θ为参数）
式中r是圆的半径，因此刀具在圆的轨迹上某一位置点P 的坐标为（x，y）。利用三角函数可以计算出圆弧螺纹的起始角度θ和终止角度180-θ。把刀具在车削圆弧的起始角度和终止角度之间分成若干份相等的角度△α。这样从起点开始每增加一个△α，就可以根据参数方程计算出一个坐标值，刀具沿着这个坐标值就可加工出圆弧形螺纹，只要分割的角度△α足够小，就能插补出较为光滑的圆弧形螺纹。
二、用三角形螺纹车刀车圆弧形螺纹的程序编制方法
编制车削圆弧螺纹的程序，按照上述编制原理分析，只要计算出圆弧螺纹的起始角度和终止角度，然后分出若干份，通过圆的曲线方程表达出每个点的坐标，再把表达式带入G82循环指令中逐点加工即可完成该螺纹。车削圆弧螺纹的宏程序编制方法流程图如图2所示：
图二
1.起始和终止角度的计算
图三
sinθ=a/R
起始角度θ=arcsina/R
终止角度π-θ
2.圆弧螺纹宏程序轨迹
……
#1=arcsina/R*PI/180（起始角度，华中用弧度编程）
While#1LE[π-θ]*PI/180（终点判别）
#2=R*COS[#1]（圆的参数方程，Z向的参数值）
#3=ABS[R*SIN[#1]]（圆的参数方程，X向的参数值， 加了绝对值）
G00X（大于所加工螺纹的直径） Z[#2+10]（循环起点，Z向距离起点10mm）
G82X[M-2*#3]Z[负的螺纹长]F[导程]（M为两圆的中心距离）
#1=#1+0.05（步距，0.05即是△α）
ENDW
……
三、应用实例
如下图，毛坯为φ50×92。
图四
技术要求：1.以单件生产编程。2.不准用砂布及锉刀等修饰表面。3.未注倒角0.5×45°。4.未注公差尺寸按GB1804-M。
1.工艺准备。
（1）根据加工零件材质选用45号钢。
（2）设备选用：华中HNC-21/22T系统数控车床。
（3）量具：25～50mm外径千分尺、0～150mm游标卡尺。
（4）刀具：450端面刀、机夹900外圆粗车刀、930精车刀、刀宽为4mm切刀、60°螺纹车刀。
2.工艺制定。
（1）手动装夹加工：用三爪自定心卡盘夹持毛坯，伸出卡爪外长度75mm平端面，编程零点选右端面与主轴中心线交汇点。
（2）自动加工路线：外圆加工;粗、精车;C2倒角→φ48外圆、φ42。
切槽：切槽至22。
螺纹：宏程序加工圆弧螺纹。
3.工件坐标原点选定在工件右端面和轴线交点处。
4.相关计算。
sinθ=a/R。
起始角度θ=arcsina/R;θ=arcsin3.1/3.5;θ=62.34。
终止角度π-θ=117.66。
5.参考程序。
……
#1=62.34*PI/180
While#1LE117.6*PI/180
#2=3.5*COS[#1]
#3=ABS[3.5*SIN[#1]]
G00 X28 Z[#2+10]
G82X[32.2-2*#3]Z[-35]F6
#1=#1+0.05
ENDW
……
四、结语
对于企业来说，最重要的是质量、成本、效益。文中的这种方法主要是针对单件小批量、企业条件不足的情况。通过使用三角形螺纹刀加工圆弧形螺纹，降低了单件零件的生产成本，提高了企业竞争力，减轻了小企业的负担。同时该宏程序针对不同螺距和工称直径的螺纹，改变参数即可，使用起来方便、快捷。
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