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1、摘要：医疗器械产品，尤其是内植入物，螺纹的加工质量将直接影响零件的 加工质量。医疗器械产品螺纹的加工特点：材料使用钛及合金，属于难加工材料； 螺纹小径小，旋合长度长，工艺系统的刚性差；螺纹属于非标螺纹，刀具需采用 专用刀具。本文通过总结实际加工中螺纹加工方法，采用的是先进的纵切机床（瑞 士车），提高加工零件工艺系统的刚性，此类螺纹的加工采用车削的方法，运用 宏程序数控编程方法，准确的分解螺纹加工步骤，使加工过程中零件的切削力大 大较低，保证了良好的工系统刚性。并对加工过程中的注意事项进行了分析和说 明，使数控加工工艺人员能够较快的掌握此类螺纹加工方法，解决此类零件的加 工问题。关键词：刀具、纵
2、切机床、仿形车削螺纹、宏程序编程绪论：本文螺纹加工方法是接到四肢钢板钉体加工任务，进行研究的。主要 研究的钛合金非标超长超小径螺纹的加工方法，解决此类螺纹的加工，填补公司 加工技术的空白。对于螺纹的加工，国内外有很多方法加工螺纹，但对超长、超 小径螺纹的加工方法提到的比较少。钛合金非标螺纹加工方法，是采用先进的纵切加工机床，通过编制宏程序， 采用减小螺纹刀具刀宽，分段、分部分进行螺纹加工。与普通的螺纹加工方法相 比，减少切削力，多方面提高工艺系统的刚性，从而实现对超长，超小径螺纹的 加工。加工零件图如下：I处放尢图刀具的选择。我厂的钛合金加工，已经非常娴熟，对于钛合金螺纹刀具的几 何角度已经有
3、很深的研究。各种角度，与其他资料的对比。 本次加工的刀具与常规刀具的对比如下图(前图为仿形车削螺纹图，后图为普通 车削螺纹图)：此次加工刀具的宽度与普通加工方法的刀具宽度减少( 1.67-0.95)/1.67=43.1%，刀具与零件本身的接触面积大大减少，根据切削力的计算公式：在相同的切削条 件下，减少面积，可以减少切削力。刀具由本厂刃磨，刀具的角度由长期加工经 验来确定，适合钛合金加工，使用寿命长，刀具的成本较低，加工质量稳定。从 刀具的生产成本来讲，大大降低了成本。机床的选择。纵切机床，一种先进的加工机床，对于小零件的加工有着突出 的表现。机床的原理如下图。n川具強贈原楙11一一主轴进行送
4、料的移动，导套可与刀具始终位置保持不变，切削力对工艺系统的影 响不变，工件的变形小，提高工艺系统的刚性，加工质量好，质量稳定。传统的 加工机床，零件本身不能Z轴方向上移动，刀具相对于工件移动，整个过程的切 削力，对于工件各个部分的影响不一致，中间部分变形最大，工艺系统的刚性较 差，螺纹的加工质量较差。纵切机床对于工艺系统的刚性提高，有着非常大的优 势，也为本次试验取得成功提供了保证。加工方法。螺纹的加工方法很多，传统加工方法（车、铣）有车削螺纹，用 旋风铣铣削螺纹，仿形车削螺纹等。车削螺纹可以采用“左右进刀”的方法进行 加工，但对于此类细长零件的加工，加工过程中，刀的接触面积始终比仿形车削 螺
5、纹的大，加工路线如下图（前图为仿形车削螺纹图，后图为普通车削螺纹图）：通过图形比较来看，仿形加工有着非常大的优势。对于此类螺纹普通数控机床几 乎不能进行加工，先进的旋风铣，对于细小螺纹的加工，也存在工艺系统的刚性 问题及刀片价格比较昂贵，使用寿命短等问题，成为加工此类零件的颈瓶。编成方法。采用宏程序仿形加工，加工路线如上图。普通编程方法编程的加 工路线如上图。两种方法的比较仿形加工路线是点的集合，普通方法加工，是一 个 X 向的进给运动。仿形加工刀具的接触面积始终很小，而传统螺纹加工方法， 刀具接触面积越来越大，到牙型底面接触面积达到最大。接触面积越大，其他方 面相同的情况下，切削抗力会很大，
6、工艺系统刚性低，就很容易车断，扎刀等现 象。宏程序的编程方法的优势，减少切削抗力，保证此类零件的加工。加工程序 宏程序如下。T300G0X11.5Z8.5T3M3S800G4X2.0G65P0002K0.05B25.0E0.6C0.1F2.5X0.1D6.5H3.0A5.0W60.0 宏程序调用。G0X10.0G0T0宏程序O0002N10#139=#6*#2*#8*#3*#9*#24*#7*#11*#1*#23IF#139EQ0GOTO666#101=#5002(Z)当前Z值#102=#5001(X)当前 X 值#111=#102-#7( U G )刀具距原材料距离#112=#102-#11
7、(U B )刀具到螺纹底径的距离#103=TAN#1*#24/2(K)Z轴方向的进给量#126=TAN#1*#7-#11/2(KI)Z轴方向的左侧加工量#120=#102#127=#111#121=#101+#126G0Z#121WHILE#127LT#112DO1#120=#120-#24(I)#127=#127+#24(U)#121=#121-#103(ZI)左侧螺纹车削G32U-#111W#111/2F#9G32W#23F#9G0X#120G0Z#121END1N20#127=#127-#24#130=#112-#127IF#130EQ0GOTO999#120=#120+#24-#130
8、#113=TAN#1*#130/2(K)#121=#101+#103-#113(ZI)G0X#120Z#121#137=#121中间螺纹加工G32U-#111W#111/2F#9G32F#9W#23G32F#9U#111W#111/2G0X#120G0Z#121N30#135=TAN#2*#7-#11/2(KI)#125=#101-#8+#3-#135#111=#102-#7(U G )#103=TAN#2*#24/2(K)#120=#102#127=#111#121=#125G0X#102Z#121WHILE#127LT#112DO1#120=#120-#24(I)#127=#127+#24
9、(U)#121=#121+#103(ZI)右侧螺纹加工G32U-#111W#111/2F#9G32W#23F#9G32U#111W#111/2F#9G0X#120G0Z#121M1END1M1N40#127=#127-#24#130=#112-#127IF#130EQ0GOTO999#121=#125+#103+#135(ZI)M1G0X#120Z#121G32U-#111W#111/2F#9G32F#9W#23G32F#9U#111W#111/2G0X#120G0Z#121M1N50#138=#121+#6G0X#120Z#138WHILE#138LT#137DO1#138=#138+#6G
10、32U-#111W#111/2F#9G32W#23F#9G32U#111W#111/2F#9G0X#120G0Z#138END1左侧最后加工中间最后加工G32U-#111W#111/2F#9左侧最后加工G0X#120Z#137G32W#23F#9G32U#111W#111/2F#9G0X#102G0Z#101N999M99N666#3001=2(NO DATA)M99螺纹调用程序中符号的代表意思:K=#6底径Z方向的吃刀量B=#2右手侧角度E=#8底径宽度C=#3刀尖宽度F=#9 螺距D=#7材料的直径H=#ll底径的深度A=#1左手侧角度W=#23螺纹的长度X=#24 X 轴的进给量可行性试
11、验。加工过程头部外形的车削冲内六方分段车削螺纹车尖，切断。螺纹加工方法，根据导套合金长度，确定每次车削的螺纹长度。接 刀位置距离为2 扣，依次进行车削，直到螺纹车削完毕。机床的转速800转/分， 加工时，加工零件时间8分钟，加工的表面质量Ral.6um以上，无接刀痕迹。用 工具显微镜观测螺纹牙型图，螺纹牙型完整，查角度，直线度等符合图纸要求。 刀具使用寿命 3000 枚，加工质量稳定，零件变形几乎没有。此类加工方法，与其他加工方法相比，有着很大的优势。第一，使用先进的 纵切加工机床，提高工艺系统的刚性。第二，刀具的设计，采用缩小刀宽，减少 切削抗力，残余应力也小。第三，采用宏程序进行仿形螺纹加工，从实际解决切 削应力大的问题。第四，分段进行螺纹加工，打破了传统加工方法，大大提高了 工艺系统的刚性。加工事实也充分证明，此加工方法的可行性、优越性。结论：宏程序是手工编程的精髓，具有灵活性，通用性和智能性等特点。它 即可以采用变量，也可以采用常量进行编程。完全用变量编程，能使编程人员从 大量的重复性的编程工作中解脱出来，是一种一劳永逸的编程方法。同时也开发 了系统的功能，扩展了机床的适应性。纵切机床的应用，大大改善长径比大零件 的加工，对此类机床开发和推广，必将带来新加工方法的革新。
