摘要：螺紋自動編（biān）程是UG NX 數控車（chē）床加（jiā）工模塊的一（yī）個重要操作，螺紋加工（gōng）時的設置直接影響螺紋加（jiā）工（gōng）的質量。闡述了螺紋零件在UG8.5 的CAD 環境中建模（mó）的依據及方法，給出了在CAM 環境車削模塊中加工螺紋時設置的要點及步驟。

     關鍵字：UG；自動編程；螺（luó）紋加工

    螺紋連接是工程上常用的連接方式之一，螺紋連接以結構緊湊、連接可靠、拆卸方便等優點被廣（guǎng）泛應用於各種設備、機器的零部件及日常生活中。螺紋加工的方法主要有車削、銑削、攻絲、套絲、磨削等，其中螺紋車削是車（chē）床加工中難度最大、要求最高（gāo）的操作，在數控（kòng）車床（chuáng）上（shàng）加工螺紋更容易保證螺紋精度與表麵質量（liàng）。數（shù）控車床車削螺（luó）紋時，如果用手工編程，則涉及到螺紋標準的查詢與（yǔ）計算，及螺紋加工（gōng）指令的選擇與（yǔ）應用，整個過（guò）程較為繁雜。用自動編程軟件編製螺紋加工（gōng）程序有利於消除各種類型螺（luó）紋加工方法的差異性，可有效減少甚至完全消除（chú）手工編程時繁瑣的數（shù）值計算。關於UG 的自動編程，數控銑削方麵的（de）文（wén）獻資料較多，但對數（shù）控車削尤其是螺紋加工的自動編程進行分析的卻鮮有報（bào）道。為此，本文將闡述在NX8.5 中進行數（shù）控車床加工螺紋的方法。

     1 、螺紋零件的（de）建模要求

     UG 自動編程的基礎（chǔ）就是零件（jiàn）圖形，用UG 所（suǒ）帶的CAD 模塊可以方便獲得所加工零件的數字模型。UG 數（shù）控車床上螺紋（wén）零件的建（jiàn）模用特征來實現，方（fāng）法（fǎ）是在已經完成的回轉（zhuǎn）體圓柱或圓錐麵上用“特征操作”命（mìng）令，有兩種螺紋的創建方式，即符號螺紋（wén）和詳細螺紋。符號螺紋隻代表零件是螺紋，與工程圖中螺紋表（biǎo）示法類似（sì），此時，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（tú）形（xíng），能直觀看到螺紋的形狀。建模時為了生成的工（gōng）程圖能符合工程製圖標準的要求（qiú），將螺紋麵（miàn）投影後不至於出現螺旋線，也為了所建螺紋有較為詳細的參（cān）數選（xuǎn）擇，一般用符號（hào）螺紋的方式來建模[1]。

     圖1 螺紋零（líng）件建模

     2 、螺紋的加工設置（zhì）

     螺紋加工在（zài）數控車削加工中一般（bān）是在（zài）外圓、端麵、退刀槽等（děng）精加工之後的加工工（gōng）序。UG 數控車削加工（gōng）時，每道工序的毛坯都是基（jī）於層的IPW（In ProcessWorkpiece），即係統會（huì）自動以上一道工序加（jiā）工（gōng）後的殘留模型作為毛坯進行本次加工[2]。因此在螺（luó）紋加工（gōng）時，幾何體（包括加工坐標係、毛坯幾何體、工件幾何體、車削幾何體）可繼承前道工序所創建的設置（zhì），除非沒有前道工序，才為（wéi）螺紋加工單獨創建（jiàn）幾何體。但螺紋加工時需要創建與前道工序不同（tóng）的程序、刀具及操作，其中操作參數的設置是螺紋加工的關鍵（jiàn）環節（jiē），關係到螺紋線的加工位（wèi）置、螺（luó）紋的大徑、小徑尺寸、螺紋加（jiā）工時刀具的走（zǒu）刀（dāo）方向、起點、終點、吃刀深度、螺紋頭數等重要的加工參數。以下將詳細說（shuō）明外螺紋加工時參數的意義（yì）及設置方法。

     進入UG 車削加工環境，在“插入（rù）”工具條中分（fèn）別單擊（jī）“創建程序”、“創建刀具”按鈕，按照要求創建螺紋加工的程序，命（mìng）名為（wéi）“THREAD_TURNING”；創建螺紋加工所需要（yào）的刀具，命名為（wéi）OD_THREAD_L。單擊（jī）“創（chuàng）建（jiàn）幾何體（tǐ）”創建螺（luó）紋加工坐（zuò）標係MCS-SPINDLE、工件幾何體WORKPIECE 和毛坯幾（jǐ）何體以及車削幾何體（tǐ）TURNING_WORKPIEACE （這些參數命名是係統默認的，也可以修改默認名）。

     圖2 螺紋加工設置

    （1）Select Crest Line （頂線）：Crest Line 的選擇決定了螺紋加工的位置和長度，通常選（xuǎn）取螺紋部分的外圓柱體母線作為頂線[3]。該量是矢（shǐ）量，靠近點擊點位（wèi）置的直線端點為（wéi）起點，另一端為終（zhōng）點，選擇後會在該線兩（liǎng）端分別（bié）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（dǐng）線選擇結束後光標會自動跳轉到“選擇根線”的位置（zhì），此時可以直接選取根線，一般選擇（zé）與螺紋小徑相對應的直線，但通常在建模時並不在模型上畫出這條線，因此可以不選；也可以選取接近根（gēn）線的其他平行直線代替根線（xiàn）（如退刀槽底線（xiàn）），再在“根線偏置（zhì）”中進行設（shè）置。

    （3）深度選項：有兩個選項，分別代表設置根線位置的兩種方法。一種是直接選擇根線，另一用（yòng）“深度和（hé）角度”來設置。如果在（2）中選取了根線，即第一種方法，此時該選項取“根線（xiàn）”即（jí）可；如果（2）中沒有選擇根線，就必須用“深度與角度”進行設置。深度（dù）即螺紋牙深（為（wéi）單邊量），根據螺紋標準獲得；角度又叫螺紋角，是螺紋根線的矢量角，即螺紋加工時走刀方向與工（gōng）作坐標係WCS 的XC 軸（也是加工坐標係MCS 的ZM 軸）正方向的（de）夾角（jiǎo）。設置該角（jiǎo）度，可（kě）以加工不同錐度螺紋（wén）：加工直螺紋時，取180°如果是錐螺紋（wén），則用180°半錐（zhuī）角獲得。

     （4）起始偏置與終止偏（piān）置：螺紋加工中的（de）升速段和降速段設置。該段是螺紋加工過程（chéng）中為保證軸的轉速和刀具的進給（gěi）均為穩（wěn）定勻速而設置的（de）非加工段，是切入切出的（de）超越長（zhǎng）度。設置偏置將調整螺紋加工的長度，正偏置（zhì）加長（zhǎng）螺紋，負偏置縮短螺紋。一般情況下，零件有退刀槽時，偏置取正，可保證螺紋的有效長度；零件無（wú）退刀槽時，終止偏置取負，可控（kòng）製退尾。

    （5）頂（dǐng）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值（半徑（jìng）距離）。對於頂（dǐng）線，如果選取了螺紋的外圓柱母（mǔ）線，則頂線偏置值為零（líng）。對於根線，如果選取了替代根線，那麽根線偏置為替代線半徑（jìng）與牙底（dǐ）半徑的差值；如果根線位置是（shì）用“深度和角度”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（jiā）工時每刀切削（xuē）深度，共有三個選項，分（fèn）別是“恒定”、“單個的”和“%剩餘”。一般（bān）情（qíng）況（kuàng）下方牙螺紋（wén）或梯形螺紋（wén）取“恒（héng）定”，使每次切削深（shēn）度一致（zhì）或接近；選擇“單個的”時會拉開（kāi）一個表格，用（yòng）於手（shǒu）工單獨設置每次切深；“%剩餘”用於一般的三角形螺紋加（jiā）工，隨著切削（xuē）的深入，程序能夠逐刀（dāo）減少背吃刀量，使切削（xuē）過程中每（měi）一刀的（de）實際負荷大致接近，有利於保證螺紋加（jiā）工質量。

    （7）其他設（shè）置：主要（yào）是螺紋頭數及切削參（cān）數的（de）設置。默認螺紋（wén）為單頭螺紋，如果是雙頭螺紋，可在“螺紋頭數”中修改。切削參數設計時要注意主軸轉（zhuǎn）速和刀具進給的關係，特別是（shì）加工的螺紋導程較大時，應適當降低主軸轉速，避免因主軸轉速過高而導致的（de）刀具進給速度過快，從而影響（xiǎng）到加工質量。以上是UG NX8.5 中創建螺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（shè）置完成後再添加非切（qiē）削移動（dòng）參數、主軸轉速等輔助參數，單擊“生成軌跡”可形成螺紋（wén）加工的刀具軌跡，並可在UG 中仿真加工（gōng）過程。如圖3 為根據上述的設（shè）置完成的外螺紋加工結果實例。

     圖3 螺紋加工軌跡及仿真加工結果

      3 結束語

      螺紋零件的建模是自動編程的基礎，在UG8.5 數控（kòng）車削中為了使螺紋參數與標準螺紋更相近，建模時盡量選擇符號螺紋，並在加工操作的創建中嚴格按照各參數的意義進行設置。用UG 數控車床自動編程生成的螺紋（wén）加工程序中螺紋加工（gōng）用基本指令完成，代替了手工（gōng）編寫（xiě）基本指令的繁瑣過程，如果（guǒ）用於加工錐螺紋，隻須正確建模並按照上述要（yào）點進（jìn）行恰當的設（shè）置（zhì），就可以自動生成加工程序（xù），省去了（le）許多繁雜的計算。