車削加工中，螺紋的切削占有很大比重。在石油鉆采業(yè)，其所用的油管、鉆桿、鉆鋌及相應的接頭等的切削加工主要是螺紋的切削，特別是英制錐螺紋的切削加工。因此，各種數(shù)控車床都具有公制或英制螺紋切削功能，以滿足加工要求。

　　在這些行業(yè)中，除了在新管子、新接頭等的毛坯上直接加工螺紋外，很大一部分工作是對已使用過的油管、鉆桿、鉆鋌等的螺紋部分進行修復。由于這些工件的端部是錐螺紋，在其端部截除一部分后重新加工圓錐面，然后再加工螺紋則是大多數(shù)生產(chǎn)廠家所采用的方法。截除部分越少，越有利于這些工件的重復使用。然而，所面臨的問題是如何在保留有原螺紋的圓錐面上，按原有螺紋的軌跡加工出新的螺紋。這個問題在普通車床上比較容易解決，但在使用數(shù)控車床時，大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)都無法解決這個問題。我們利用NUM1040T數(shù)控系統(tǒng)的“螺紋繼續(xù)切削”的功能圓滿的解決了這個問題。

    一、數(shù)控車床的螺紋切削功能

　　普通車床加工螺紋是通過主軸與刀架間的內(nèi)聯(lián)系傳動鏈來保證的，即主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架移動一個螺紋的導程。在整個螺紋的加工過程中，這條傳動鏈不能斷開，斷開則亂扣。

　　同樣，在數(shù)控機床上加工螺紋也必須保證這個關(guān)系。由于數(shù)控機床的主軸與進給軸之間沒有普通車床之間這種剛性內(nèi)聯(lián)系傳動鏈，因此只能通過對主軸和進給軸的控制來保證螺紋的加工。各種數(shù)控系統(tǒng)采用的方法幾乎都是相同的，安裝軸編碼器，進給軸的速度和位移量跟蹤主軸的速度和轉(zhuǎn)角，從而實現(xiàn)螺紋加工，而主軸編碼器的標記信號則是進給軸移動的基準信號。

　　螺紋加工指令因使用的數(shù)控系統(tǒng)的不同而有些差異，下面以NUM1040T數(shù)控系統(tǒng)為例，

　　說明螺紋的加工（指令為G33）。

　　加工圓柱螺紋時，通常編程如下：

　　N．．G00  Xa   Za
　　N．．G33  Xc   Zc   K．．   P．．  S．．
　　程序中： Xc , Zc—— 螺紋的終點位置；
　　         K．．—— 螺紋的導程（或螺距）；
　　         P．．—— 螺紋的總深度；
　　         S．．—— 螺紋的切削次數(shù)。

　　加工過程。首先，刀具快進到（Xa，Za），再快移到（Xbi,Zb）[Xbi=Xc+ΔX·i (i =1,2,…,s)].當系統(tǒng)測量到主軸編碼器的標記信號時，刀具便按主軸一轉(zhuǎn)移動一個k值而進入隨動狀態(tài)，加工至Zc處又返回起始點。如此循環(huán)，便加工出所要求的螺紋。值得強調(diào)的是，數(shù)控機床加工螺紋時，主軸編碼器的標記信號是進給軸進入隨動狀態(tài)的發(fā)令信號。

    二、數(shù)控車床上的螺紋繼續(xù)切削功能

　　上面提到的螺紋切削功能只適用于工件一次裝夾的情況。當所加工的工件需卸下進行測量或熱處理等其他工序處理后，再次裝夾，繼續(xù)進行螺紋切削，或?qū)ぜM行修扣等處理時繼續(xù)采用螺紋切削功能將造成亂扣現(xiàn)象。其實質(zhì)是工件重新裝夾后，已破壞了原來刀具運動起始點與主軸標記信號之間的關(guān)系。

　　為了解決這個問題，NUM數(shù)控系統(tǒng)設(shè)置了“螺紋繼續(xù)切削”功能。其思路是：采用手工對刀的方式，在任意位置得到原有螺紋某點處的位置及主軸對應的轉(zhuǎn)角，以此作為螺紋切削功能—G33指令中的兩個參數(shù)；系統(tǒng)根據(jù)這兩個參數(shù)自動計算出起刀點對應的主軸轉(zhuǎn)角；加工時，當主軸轉(zhuǎn)至該轉(zhuǎn)角時，發(fā)出指令信號，使伺服軸進入隨動狀態(tài)。顯然，“螺紋切削”功能與“螺紋繼續(xù)切削”功能的主要區(qū)別就是兩個功能的起刀點對應的主軸轉(zhuǎn)角不同。

　　實際應用時，必須考慮在自動循環(huán)過程中如何實現(xiàn)人工對刀及對刀數(shù)據(jù)的自動載入。對此，可編制一個子程序，程序編制步驟如下：

　　① 定義變量；

　　② 停止主軸，檢測主軸編碼器工作狀態(tài)；

　　③ 對進給運動編程停止；

　　④ 手動對刀；

　　⑤ 自動記錄對刀點的位置和對應的轉(zhuǎn)角；

　　⑥ 重新啟動主軸和進給運動。

　　在應用“螺紋繼續(xù)切削”功能之前，調(diào)用該子程序即可。

　　編程例子如下：

　　%10038 （螺紋繼續(xù)切削功能的人工對刀和數(shù)據(jù)存儲）
　　VAR[b] = [.BM69]*3 + [.BM68] + [.BM68] + [.BM67]
　　[Bpom] = 91124 + [b]           [Bpos]=90100 + [b]
　　[Zappris]  [Xappris]  [Bappris]
　　ENDV
　　M05
　　WHILE  E[Bpom] = 1  DO  G04  F.1 (檢測主軸標記信號)
　　ENDW
　　M12 (進給軸編程停止，進入人工對刀，在按下循環(huán)開始鍵后讀取對刀時主軸轉(zhuǎn)角和進給軸的位置)
　　[Bappris] = E[Bpos]/1000    [Xappris] = UE70000  [Zappris] = UE72000
　　M12 (按下循環(huán)開始鍵后存儲數(shù)據(jù)，并進入自動循環(huán)狀態(tài))
　　SAVE   [Bappris]/ [Xappris] /[Zappris]
　　%10 (主程序)
　　…
　　G77 H10038 (調(diào)用子程序%10038)
　　M03 S..
　　…
　　G00 Xa Za
　　G33 Z．．X．．K．．P．．S．．EZ(Zappris) EC(Bappris)

　　程序中各指令，變量及參數(shù)的含義請參考NUM數(shù)控系統(tǒng)的有關(guān)資料

    三、結(jié)語

　　“螺紋繼續(xù)切削”功能擴展了數(shù)控車床的應用范圍，使得螺紋的修復等加工要求在數(shù)控車床上成為可能，為以修復為主的機械制造業(yè)提供了先進的制造設(shè)備。我們在為某石油工具基地改造的數(shù)控車床上應用了此功能，解決了進口油管上普通車床無法加工的特殊扣型的修復問題，得到用戶的肯定。