摘要：螺（luó）紋自動編程是UG NX 數控車床加工模塊的（de）一個重要操（cāo）作，螺紋加工時的（de）設置直接影響螺紋加工的質量。闡述了螺紋零件在（zài）UG8.5 的CAD 環境中建模的依據及方法，給出了在CAM 環境（jìng）車削模（mó）塊中（zhōng）加工螺紋時設置的要點及步驟。

     關（guān）鍵（jiàn）字：UG；自（zì）動編程；螺紋加（jiā）工

    螺紋連接是工程上常（cháng）用的連接方式之一，螺紋連接以結構緊湊（còu）、連接可靠、拆卸方便等優點被廣泛應用於各種設備、機器的零部件及日（rì）常生活中。螺（luó）紋加工的方（fāng）法（fǎ）主要有（yǒu）車削、銑削（xuē）、攻絲、套絲（sī）、磨削等，其中螺紋車削是車床加工中難度最大、要求最高（gāo）的操作，在數控車床上加工螺紋更容易（yì）保證螺紋精度與表麵質量。數控車床（chuáng）車削螺紋時，如果用手工編程，則涉及到螺紋標準的查詢與計算，及螺紋加工（gōng）指令的（de）選擇與應用，整個過程較為繁雜。用自動編程軟件（jiàn）編製螺紋加工程序有利（lì）於消除各種類型螺紋加工方法的差異性（xìng），可有效（xiào）減少（shǎo）甚至完全消除手工編程（chéng）時繁瑣的數值（zhí）計算。關於UG 的自動編程，數控銑削方麵的文獻資料較多，但對數控車削尤其是螺紋加（jiā）工（gōng）的自動編程進行分析的卻（què）鮮有報道。為此，本文將闡述在（zài）NX8.5 中進行數控車床加工螺紋的方法。

     1 、螺紋零件的建模要求

     UG 自動（dòng）編程（chéng）的基礎就是零件圖（tú）形，用UG 所帶（dài）的CAD 模塊可以方便（biàn）獲得所加工零件的數字模型。UG 數控車床上螺（luó）紋零件的建模用特征來實現，方法是在已經完成的回轉體圓柱或圓錐麵上用“特征操作”命令，有（yǒu）兩種螺紋的創建方式，即符號螺紋和詳（xiáng）細（xì）螺紋。符號螺紋隻（zhī）代表零件是螺紋，與工程圖中螺紋表示法類似，此時（shí），UG 將螺紋部分顯示為虛線；詳細螺紋是直接形成螺紋的三維圖形，能直觀看到螺紋的形狀。建模時為了生成的工程（chéng）圖能符合工程製圖（tú）標準的要求，將（jiāng）螺紋麵投影後不至於出現（xiàn）螺旋線，也為了所建（jiàn）螺紋有較為詳細的參數選擇，一般用符號螺紋（wén）的（de）方式來（lái）建模[1]。

     圖1 螺（luó）紋零件（jiàn）建（jiàn）模

     2 、螺紋的加工設置

     螺紋加工在數控車削（xuē）加工中一般是在外圓、端麵、退刀槽（cáo）等（děng）精（jīng）加（jiā）工之後（hòu）的加工工序。UG 數（shù）控車削加工時，每道工序的毛坯都是基於層的IPW（In ProcessWorkpiece），即係統會自動以上一（yī）道（dào）工序加工後的殘留模型作（zuò）為毛坯進行本次加（jiā）工[2]。因此在（zài）螺紋加工（gōng）時，幾何體（包（bāo）括加工（gōng）坐（zuò）標係、毛坯幾何體、工件幾何體、車削幾何體）可繼承（chéng）前道工序所創建的設置，除非沒有前道工序，才為螺紋加工單獨創建幾何體（tǐ）。但螺紋加工時需要創建與前道工（gōng）序不同的程序、刀具及操作，其中操作參數（shù）的設（shè）置是螺紋加工的（de）關鍵環節，關係到螺紋線的加工位（wèi）置、螺紋的大徑、小徑尺寸、螺紋加工時刀具的走刀方向、起點、終點、吃刀深度、螺紋頭數等重要的加工參數。以下將（jiāng）詳細說明外（wài）螺紋加（jiā）工時（shí）參數的意義及設置方法。

     進入UG 車削加工環（huán）境，在“插入”工具條中分別（bié）單擊“創建程序（xù）”、“創建刀具”按鈕，按照要求創建螺紋加工的程序，命名為“THREAD_TURNING”；創建螺紋加工所需要的刀具，命名為OD_THREAD_L。單擊“創建幾（jǐ）何體”創建螺（luó）紋加工坐（zuò）標係MCS-SPINDLE、工件幾何體WORKPIECE 和毛坯幾何體以（yǐ）及車削幾何體TURNING_WORKPIEACE （這些參數命（mìng）名是係統默認的，也可以修改默認名）。

     圖2 螺紋加工設置

    （1）Select Crest Line （頂線）：Crest Line 的選擇（zé）決定了（le）螺紋加工的位置和長度，通常選取螺紋部分的外圓柱體母線作為頂線[3]。該（gāi）量是矢量，靠近點擊點（diǎn）位置的直線端點（diǎn）為起點，另一端為終點，選擇後會在該線兩（liǎng）端分別顯示start 與end 來標識。

    （2）Select End Line （根線）：End Line 的選擇決定螺（luó）紋的牙深，頂線選擇結束後光標會自動跳（tiào）轉到“選（xuǎn）擇根線”的位置，此時可以直接選取根線，一般選擇與螺紋小徑相對應的直線，但通常在建模（mó）時並不（bú）在模型上畫（huà）出這條線，因此可以不選；也（yě）可以選取接近根線的（de）其他平行（háng）直線代替根線（如退刀槽底線），再在“根（gēn）線偏置”中進行設置。

    （3）深度選項：有兩個選項，分別代表設置根（gēn）線位置的兩種方法。一（yī）種是直接選擇根線，另一用“深（shēn）度和角度”來設置。如果在（2）中選取了根線，即（jí）第一種方（fāng）法（fǎ），此（cǐ）時（shí）該（gāi）選項取“根線”即可；如果（guǒ）（2）中沒有選（xuǎn）擇根線，就必須用“深度與（yǔ）角度”進行設置。深度即螺紋牙深（為單邊量（liàng）），根據螺（luó）紋標準獲得；角度（dù）又叫螺紋角，是螺紋根線（xiàn）的矢量（liàng）角，即螺紋加工時走刀（dāo）方向與工作坐標（biāo）係WCS 的XC 軸（也是加工（gōng）坐標係MCS 的ZM 軸）正方向的夾角。設置該角度，可以加工不同（tóng）錐度螺紋：加工直螺紋（wén）時，取180°如果是（shì）錐螺紋，則用180°半（bàn）錐角獲得。

     （4）起始偏（piān）置與終止（zhǐ）偏置：螺紋加工中的升（shēng）速段和降速段設置。該段是螺紋加工過程中為保證軸的（de）轉速（sù）和刀具（jù）的進給均為穩定勻速而設置的非加工段，是切入切出的超越長度。設置偏置將調（diào）整螺紋加（jiā）工的長度（dù），正偏置加長螺紋，負偏置縮短螺（luó）紋。一（yī）般情況下，零件有退刀（dāo）槽時（shí），偏（piān）置取正，可保證螺紋的有（yǒu）效長（zhǎng）度；零件無退刀槽時，終止偏置取負，可控（kòng）製退尾。

    （5）頂線偏置與根線偏置：設置實際加工螺紋的牙頂與牙底位置與所選取的頂線與根線的差（chà）值（半徑距離）。對於頂線，如果選取了螺紋的外圓柱母線，則頂線偏置值為零。對於根線，如果選取（qǔ）了（le）替代根線，那麽根線偏置為替代線半徑與牙底半徑的差值；如果根線位置是用“深度和（hé）角度”來設置的，則根線偏置為零。

    （6）切削深度：該設置用於控製螺紋加工時（shí）每刀切削深度（dù），共有三（sān）個選（xuǎn）項，分別（bié）是“恒定”、“單個的”和“%剩餘（yú）”。一（yī）般情況下（xià）方（fāng）牙螺紋或梯（tī）形螺紋取“恒定”，使每次切削深度（dù）一致或接近；選擇“單個的”時會拉開一個（gè）表格，用（yòng）於手工單（dān）獨設置每次切深（shēn）；“%剩餘”用於一般的三角形螺（luó）紋（wén）加工，隨著切削（xuē）的深入，程（chéng）序能夠逐刀減少背吃（chī）刀量，使切（qiē）削過（guò）程中（zhōng）每一刀的實際負荷（hé）大致（zhì）接近，有（yǒu）利於保證螺紋加工質量（liàng）。

    （7）其他設置：主要是（shì）螺（luó）紋頭數及切削（xuē）參數（shù）的設置。默認螺紋為單頭螺紋，如果是雙頭螺紋，可在“螺紋頭數”中修改。切（qiē）削（xuē）參數設（shè）計時要（yào）注意主軸轉速（sù）和刀具進給的關係，特別是加工的螺紋導程較大時（shí），應適當降低主軸轉速（sù），避（bì）免因（yīn）主軸轉速過高而（ér）導致的刀具進給速度過快，從而影響到加工質量。以上是UG NX8.5 中創（chuàng）建螺（luó）紋加工操作時與螺紋線有關的主要參數的意義及設置方法（fǎ），設置完成後再添加非切削移動參數、主軸轉速等輔助參數，單擊“生成軌跡（jì）”可形成螺紋加工的刀（dāo）具軌跡，並可在UG 中仿真加工過程。如圖3 為（wéi）根據上述的設置完成的外螺紋（wén）加工結果實例。

     圖3 螺紋加工軌跡（jì）及（jí）仿（fǎng）真加工結（jié）果

      3 結束語

      螺紋零件的建模是自（zì）動編程的基礎，在UG8.5 數控車（chē）削中為了使（shǐ）螺紋參數與標準螺紋更相近，建模時（shí）盡量選擇（zé）符號螺紋，並在加工（gōng）操作（zuò）的創建中嚴格按照各（gè）參數的意（yì）義進行設置（zhì）。用UG 數控（kòng）車床自動編程生成的螺紋加工程序中（zhōng）螺紋加工用基本指令完成，代（dài）替了手工編寫基本指令的繁瑣過程，如果用於加工錐螺紋，隻（zhī）須正確建（jiàn）模並按照上述要點進行恰當（dāng）的設置，就可以自動生成（chéng）加工程序（xù），省（shěng）去（qù）了許多繁雜的計算。