CN110722219B - 一种多刀分工序数控车修螺纹的方法 - Google Patents

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Abstract

一种多刀分工序数控车修螺纹的方法，包括：以刀具起点S在参照工件上以刀具K0、主轴转速n0及刀具K2、主轴转速n2分别车削螺旋线T0、T2；将刀具K0的刀尖定位于T0中部的点A0；转动主轴至一角度位使K0的刀尖指向T0；换刀K2，移动K2使其刀尖定位于点A2并指向与T0紧邻的T2；计算螺旋线T0、T2间的轴向偏差或周向偏差，消除该轴向偏差或周向偏差；卸下参照工件；安装待修工件并转动主轴至该角度位；换刀K0并移动K0使其刀尖指向待修螺纹的牙底位置B；计算BA0间的轴向偏移距离或计算车修所需刀具起点与车修程序设定的刀具起点的周向偏差；消除该轴向偏移距离或周向偏差；执行调整后的车修程序。该方法能够区分粗、精车工序。

Description

一种多刀分工序数控车修螺纹的方法
技术领域
本发明涉及螺纹的维修方法，具体涉及一种多刀分工序数控车修螺纹的方法。
背景技术
每年石油钻井技术服务企业有大量螺纹被加工和维修，石油管螺纹维修服务本身对钻探行业控制装备成本是十分必要的，通过维修可以延长石油管具的服役寿命，节省装备投入。石油管螺纹维修的技术要点在于沿着螺纹原有螺旋线车制，而非全部去除重新加工。
一直以来，业内普遍使用专用的管子车床加工螺纹，其优点是结构简单，适用性强，其缺点也是明显的，操作人员劳动强度高，劳动环境状况差，存在着意外伤害、伤残等职业风险。采用数控车床对螺纹进行车修能够降低劳动强度，然而，螺纹的数控车削加工、维修过程中存在着以下问题：
1、待修螺纹已有螺旋线的安装位置信息难以经济、便捷地获取：石油技术服务行业的待修工件都是十分笨重，在车床上装夹位置只能是随机性，与之前成功完成螺纹加工的程序参数无关。数控车床必须把待修螺纹的位置信息与加工程序建立关联，才能使刀具沿着原有螺纹轨迹切削，这也是十分低效的重复性劳动。
2、存在变速乱牙现象：数控车床车削螺纹时不能象普通车床一样随意改变转速，否则螺纹就要乱扣。当由于工件材料力学性能的原因，已加工螺纹表面质量不符合技术要求时，普通车床操作者可以通过调整机床主轴转速来改变刀具切削速度来克服，但数控车床的变速乱牙特性导致这一问题变得十分困难，致使在不同转速下车削的螺纹轨迹之间存在偏差。
文献(《数控车床螺纹加工调节实用方法》，刘斌，《金属加工：冷加工》，2014年第1期，36-37,共2页)提供了一种数控车床螺纹加工调节实用方法，其通过计算所加工的螺纹螺距和系统响应时间来得到牙距差，通过补偿牙距差使转速改变前与改变后的螺纹切入点重合，从而避免螺纹乱扣。然而，该方法目的是解决形成螺纹的加工过程中转速改变前后的螺纹乱扣现象，其在变主轴转速之前的刀具起点是已知的；而在螺纹维修时，其维修过程与形成螺纹的加工过程属于不同加工过程，其在螺纹的车修维修过程中，待修螺纹的位置信息是未知的，因此，该文献不适用于螺纹的维修过程，其也未给出如何在螺纹维修时避免螺纹乱扣的方法。
3、区分粗、精加工过程的困难：当前石油锥管螺纹的加工普遍采用硬质合金成型刀片车制，可以获得良好的螺纹表面参数和表面质量，这是普通焊接刀具无法比拟的，但这种刀片成本较普通焊接刀具高很多，所以普通车床的螺纹生产者将螺纹加工过程分为粗加工和精加工两道工序，粗加工使用成本低廉的焊接刀具去除大部分切削余量，最后使用螺纹成型刀具精加工获得较好的表面质量，这样可以大幅度降低刀具成本，同时又能保证螺纹精度和表面质量。而数控车床两把刀具车制同一头螺纹就涉及对刀，这是十分低效的劳动。
公开号为CN102350548A的中国发明专利申请公开了一种数控车床维修螺纹的对刀方法，该方法要求在主轴前方设置一与主轴垂直的“平面板”或采用主轴前方某与主轴垂直的平面，之后需测量螺纹上一点到该平面距离L1，还要测量待修螺纹上对应点与该平面距离L2，并计算L1和L2之间的差值。但在实际操作中，该方法还存在以下缺点：1、在实际操作中难以保证“平面板”与主轴垂直，使得后续对刀的精度降低；2、距离L1无法从机床上直接得到，如采用人工测量，则难以保证L1的测量精度，如采用仪器测量，则会导致设备结构复杂；3、该方法还需要检测、计算“转角差”，但是现有技术中大多数的数控车床系统没有主轴相位角显示功能，因此，限制了该方法的适用范围；而检测“转角差”，需使用检测仪器，或改装、改造机床，则使每头螺纹的车修操作复杂化，增加成本投入，降低工效；此外，“转角差”的引入，使位置计算复杂化。因此，该方法中“平面板”和“转角差”的存在，使其操作繁琐、效率低、对刀精度低，其也未给出如何在螺纹维修时避免螺纹乱扣的方法。
公开号为CN109799783A的中国发明专利申请公开了一种数控机床维修螺纹管体的方法、控制装置及数控机床，该方法通过获取这根螺纹管的螺纹轨迹数据，和数控机床程序数据做出对比，计算出程序螺纹线和待修螺纹线的数据差异，该方法属于“螺纹轮廓扫描检测类技术”，需增加其他系统来获取方法中提及的信息及模拟车削该螺纹，导致设备复杂化；同时，该方法需要获取数控机床主轴编码器、机床的角度量，使得整个对刀过程较为复杂。此外，其也未给出如何在螺纹维修时避免螺纹乱扣的方法。
发明内容
针对上述存在的问题，有必要提供一种多刀分工序数控车修螺纹的方法，以区分粗、精车工序，粗、精车工序分别使用不同刀具，且每把刀具可以使用不同转速加工螺纹，有利于降低刀具成本、合理安排加工工艺。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种多刀分工序数控车修螺纹的方法，包括以下步骤：
S1，以刀具起点S[XS,ZS]在一参照工件的外表面上以刀具K0、主轴转速n0车削可见螺旋线T0，并以刀具K2、主轴转速n2车削可见螺旋线T2，所述螺旋线T0、T2的导程均与待修螺纹的导程P相同；
S2，将刀具K0的刀尖定位于点A0[XA,ZA0]，其中，XA为点A0的径向坐标，ZA0为点A0的轴向坐标，ZA0位于螺旋线T0中部的任意位置；
S3，转动主轴至一角度位，所述角度位使刀具K0的刀尖指向螺旋线T0，标记或识记该角度位；
S4，保持所述主轴的角度位不变，换刀K2，移动刀具K2，使刀具K2的刀尖定位于点A2[XA,ZA2]并指向与螺旋线T0紧邻的螺旋线T2，其中，XA为点A2的径向坐标，ZA2为点A2的轴向坐标；
S5，计算螺旋线T0、T2间的轴向偏差rTZ或周向偏差rTC，其中，rTZ＝ZA2-ZA0，rTC＝360*(ZA2-ZA0)/P，修正在刀具K2、主轴转速n2下的螺纹车修程序，以消除所述轴向偏差rTZ或所述周向偏差rTC；
S6，从数控车床的卡盘上卸下参照工件；
S7，在卡盘上安装待修螺纹的工件，并转动主轴至所述角度位，待修螺纹车修程序设定的刀具起点为E[XE,ZE]，其中，XE为点E的径向坐标，ZE为点E的轴向坐标；
S8，换刀K0并移动刀具K0，使得刀具K0的刀尖指向待修螺纹的任意牙底位置B[XB,ZB]，其中，XB为点B的径向坐标，ZB为点B的轴向坐标；
S9，计算点B和点A0之间的轴向偏移距离L'＝ZB-ZA0-ZE+ZS-FIX((ZB-ZA0-ZE+ZS)/P)*P，-P<L'<P，函数FIX((ZB-ZA0-ZE+ZS)/P)表示取(ZB-ZA0-ZE+ZS)/P值的整数部分，或计算车修所需刀具起点E’与车修程序设定的刀具起点E的周向偏差r0C＝360*L'/P；
S10，在数控车床的工作空间将车修程序设定的刀具起点E移动至车修所需刀具起点E’，以消除轴向偏移距离L'，或调整车修程序设定的刀具起点E的角位移，以消除周向偏差r0C；
S11，执行调整后的车修程序，对待修螺纹依次在刀具K0、主轴转速n1及刀具K2、主轴转速n2的条件下进行车修。
进一步地，所述参照工件为满足车制一段目视长度不少于2倍导程P螺旋线的工件。
进一步地，步骤S1中，以参照工件远离卡盘的一端中心为坐标系零点。
进一步地，所述点A0的径向坐标XA使刀尖径向位置大于螺旋线T0在A0点处的大径。
进一步地，所述步骤S3中，通过手动转动主轴到所述角度位。
进一步地，步骤S10中，对于不具备宏程序功能的数控车床，通过平移坐标系或附加刀补的方法以消除轴向偏移距离L'；对于具备宏程序功能的数控车床，通过采用平移坐标系、附加刀补、在车修程序中调整车修程序设定的刀具起点的位置或角偏移、设置并调用局部坐标系G54～G59中的任一方法消除轴向偏移距离L'或周向偏差r0C。
进一步地，步骤S5中，通过将周向偏差rTC以宏变量形式代数叠加入刀具K2螺纹插补的Q地址以消除所述周向偏差rTC，或通过将轴向偏差rTZ代数叠加至刀具K2调用的刀补或坐标系平移的方法以消除所述轴向偏差rTZ。
进一步地，步骤S3中，在转动主轴到所述角度位后，在机床主轴箱与卡盘上做标记，以标记该角度位，或识记机床主轴箱与卡盘的相对位置特征。
进一步地，步骤S7中，在卡盘上安装待修螺纹的工件后，还对待修螺纹的工件进行校正，以使得待修螺纹的中心轴线与主轴的中心轴线重合。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1、采用上述方法能够区分粗、精车工序，粗、精车工序分别使用不同刀具，每把刀具可以使用不同转速加工螺纹，可实现多刀分工序车削螺纹，有利于降低刀具成本、合理安排加工工艺。
2、采用上述方法能够在机床空间内调整不同主轴转速下的刀具车削轨迹，达成刀具车削轨迹与待修螺纹轨迹重合的目的，解决了数控车床在变主轴转速车修螺纹时出现的螺纹乱扣，导致在不同转速下车削的螺纹轨迹之间存在偏差，致使刀具车削轨迹与待修螺纹轨迹不重合的技术问题。采用该方法后，可通过调整数控车床的主轴转速来改变刀具切削速度，以克服已加工螺纹表面质量不符合技术要求的问题，因此，采用该方法维修螺纹能够提高螺纹的表面质量。
3、该多刀分工序数控车修螺纹的方法，无需对数控车床做任何改造、改装，无需借助任何外在检测仪器，成本更低廉，对具备螺纹加工功能的数控车床及各种数控系统普遍适用，具有普遍适用性。
4、该多刀分工序数控车修螺纹的方法，不需要寻找或标记主轴编码器零位，能够一次性精准对刀，对螺纹的维修更便捷。
附图说明
图1为本发明一较佳实施方式中多刀分工序数控车修螺纹的方法流程图。
图2为本发明较佳实施方式中多刀分工序数控车修螺纹的方法原理图，其视角为自上而下观察数控车床主轴所在的水平面。
附图中，1-机床主轴箱；2-卡盘；3-参照工件；4-待修螺纹的工件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请同时参见图1及图2，本发明一较佳实施方式提供一种多刀分工序数控车修螺纹的方法，包括以下步骤：
S1，以刀具起点S[XS,ZS]在一参照工件3的外表面上以刀具K0、主轴转速n0车削可见螺旋线T0，并以刀具K2、主轴转速n2车削可见螺旋线T2，所述螺旋线T0、T2的导程均与待修螺纹的导程P相同。该刀具起点S[XS,ZS]的坐标值由车削程序设定，其中，XS为点S的径向坐标，ZS为点S的轴向坐标。
在步骤S1中，优选以参照工件3远离卡盘2的一端中心为坐标系零点，以更便于后续坐标的计算。刀具K0、K2均为车刀。优选地，螺旋线T0、T2均为外螺纹，以便于刀具K0、K2的定位；所述参照工件3为满足车制一段目视长度不少于2倍导程P螺旋线的工件，以便于后续的操作；所述螺旋线指刀具刀尖中心点在工件表面留下的轨迹。其中，n1为去除螺纹余量转速，n2为达到螺纹最终尺寸、提高螺纹最终表面质量转速或满足其他要求的转速。
S2，将刀具K0的刀尖定位于点A0[XA,ZA0]，其中，XA为点A0的径向坐标，ZA0为点A0的轴向坐标，ZA0位于螺旋线T0中部的任意位置。
点A0[XA,ZA0]的坐标值能够从数控车床直接获取。优选地，所述点A0的径向坐标XA使刀尖径向位置大于螺旋线T0在A0点处的大径，以防止刀具K0、K2与参照工件3发生碰撞而导致刀具K0、K2或参照工件3损伤。
S3，转动主轴至一角度位，所述角度位使刀具K0的刀尖指向螺旋线T0，标记或识记该角度位。
在步骤S3中，可通过手动转动主轴到所述角度位；当主轴转动到所述角度位后，可通过记号笔等在机床主轴箱1与卡盘2上做标记，以标记该角度位。具体地，可在机床主轴箱1上标记记号F，并在卡盘2上标记记号G，记号F与记号G位于同一水平线上，如图2中的(a)；或识记机床主轴箱1与卡盘2的相对位置特征。
S4，保持所述主轴的角度位不变，换刀K2，移动刀具K2，使刀具K2的刀尖定位于点A2[XA,ZA2]并指向与螺旋线T0紧邻的螺旋线T2，其中，XA为点A2的径向坐标，ZA2为点A2的轴向坐标。
S5，计算螺旋线T0、T2间的轴向偏差rTZ或周向偏差rTC，其中，rTZ＝ZA2-ZA0，rTC＝360*(ZA2-ZA0)/P，修正在刀具K2、主轴转速n2下的螺纹车修程序，以消除所述轴向偏差rTZ或所述周向偏差rTC。
步骤S5中，可通过将周向偏差rTC以宏变量形式代数叠加入刀具K2螺纹插补的Q地址以消除所述周向偏差rTC，或通过将轴向偏差rTZ代数叠加至刀具K2调用的刀补或坐标系平移的方法以消除所述轴向偏差rTZ，采用任一方式使得主轴转速n2下的车削螺旋轨迹与主轴转速n1下的车削螺旋轨迹重合。
S6，从数控车床的卡盘2上卸下参照工件3。
S7，在卡盘2上安装待修螺纹的工件4，如图2中的(b)所示，并转动主轴至所述角度位，待修螺纹车修程序设定的刀具起点为E[XE,ZE]，其中，XE为点E的径向坐标，ZE为点E的轴向坐标。
在步骤S7中，在安装待修螺纹的工件4时，主轴会发生转动使得其角度位发生变化，因此，在安装好待修螺纹的工件4后，需要转动主轴，使得机床主轴箱1上标记的记号F与卡盘2上标记的记号G重新位于同一水平线，以将主轴定位至所述角度位。主轴的转动可通过手动进行。
优选地，在卡盘2上安装待修螺纹的工件4后，优先对待修螺纹的工件4进行校正，以使得待修螺纹的中心轴线与所述数控车床的主轴中心轴线重合，从而进一步提高螺纹维修的精度。
S8，换刀K0并移动刀具K0，使得刀具K0的刀尖指向待修螺纹的任意牙底位置B[XB,ZB]，其中，XB为点B的径向坐标，ZB为点B的轴向坐标，XB及ZB能够从数控车床中直接获取。
S9，计算点B和点A0之间的轴向偏移距离L'＝ZB-ZA0-ZE+ZS-FIX((ZB-ZA0-ZE+ZS)/P)*P，-P<L'<P，函数FIX((ZB-ZA0-ZE+ZS)/P)表示取(ZB-ZA0-ZE+ZS)/P值的整数部分，或计算车修所需刀具起点E’与车修程序设定的刀具起点E的周向偏差r0C＝360*L'/P。
S10，在数控车床的工作空间将车修程序设定的刀具起点E移动至车修所需刀具起点E’，以消除轴向偏移距离L'，或调整车修程序设定的刀具起点E的角位移，以消除周向偏差r0C。
在步骤S10中，对于不具备宏程序功能的数控车床，通过平移坐标系或附加刀补的方法以消除轴向偏移距离L'。对于具备宏程序功能的机床，可以采用多种方法，例如平移坐标系、附加刀补、在车修程序中调整车修程序设定的刀具起点E的位置或角偏移、设置并调用局部坐标系G54～G59等任一方式移动车修程序设定的刀具起点或对车修程序设定的刀具起点的角位移进行调整。采用消除轴向偏移距离L'或周向偏差r0C中任一方式，确保刀具K0、K2的刀尖轨迹与待修螺纹轨迹重合。
车修螺纹之所以成为数控车床应用中的一个比较难处理的问题，主要是由于每件待修螺纹安装到数控车床后，它的螺纹实际起始点所处角度(相对于“主轴零位信号”所处角度)都是不一样的，具有随机性，而且这个起始点具体在哪里是不容易便捷、经济地获取，主轴圆周360度范围内哪个角度位置都有可能，找不到、找不准这个起始点就没法车修，所以技术人员应用各种先进技术、想各种办法去找它的这个位置，例如，用CCD相机、磁感应、激光测距、红外线、自制量具、改造数控机床等方法，导致螺纹车修成本高、方法复杂。本方法与其他现有技术在思路上的显著区别是：取个捷径，用“和已知的比较”绕开“对未知的测量”,具体为先确定一个主轴的角度位(即F-G标记的角度位)，在这个位置上和每一件待修螺纹上的B点进行比较得到偏差，然后对偏差进行消除，来实现刀具按待修螺纹轨迹车削。
S11，执行调整后的车修程序，对待修螺纹依次在刀具K0、主轴转速n1及刀具K2、主轴转速n2的条件下进行车修。
该多刀分工序数控车修螺纹的方法技术原理为：
在同一数控机床空间内，刀具K0螺旋轨迹的空间位置由车削起点、导程和主轴转速共同确定；螺旋轨迹上特定点A0的位置相对刀具起点S有固定的轴向和周向位置关系。由此，以此位置关系为参照，通过在待修螺纹上找到与点A0具有相似属性的点B，可计算车修所需刀具起点E’相对车修程序设定的刀具起点E的偏差rE，消除该偏差rE，可使刀具K0以转速n0车修螺纹。
刀具K0以S为起点、以转速n0车削螺纹，获得螺旋轨迹T0；刀具K2以S为起点、以转速n2车削螺纹，获得螺旋轨迹T2(n0为去除螺纹余量转速，n2为达到螺纹最终尺寸、提高螺纹最终表面质量转速或满足其他工艺要求转速)，T0、T2间存在确定的偏差rT，该偏差可以具体表述为轴向偏差rTZ或周向偏差rTC；以轨迹T0为参照，消除偏差rTZ或周向偏差rTC，可以使刀具K2以转速n2按轨迹T0车削螺纹。
在转速n2下，使用刀具K2车修螺纹，车修程序设定的刀具起点E相对车修所需刀具起点的合成偏差应是偏差rE和偏差rT的代数叠加。
基于以上原理，可采用n0-K0、n2-K2组合工艺方式，在机床空间内采用任何方法调整刀具车削轨迹，达成与待修螺纹轨迹重合的目的。
为了便于理解，下述给出本发明实施例提供的一个具体实例：
准备工作：
1.以Fanuc数控系统为例
2.准备参照工件3，直径无特别要求，本例使用直径为Φ139.7mm，长度不小于200mm的石油套管
3.以参照工件3右端(远离卡盘一端)中心为坐标系零点，螺纹车削刀具K0使用15号刀补、K2使用16号刀补对刀
4.K0调用15号刀补以150转/分在参照工件3外表面车削一条导程为6.35mm的无锥度螺旋线T0，螺旋线T0目视可见长度不小于12.7mm，刀具起点为S(139,12.7)，主轴停转，移动K0刀尖至A0(141,-50.8)，转动主轴至刀尖指向螺旋线T0，标记当前卡盘角度位置(可记号笔做标记F-G，或识记卡盘角度位置特征)
5.换刀至K2调用16号刀补，以相同起点、导程，以200转/分车削螺旋线T2，定位卡盘角度至F-G，移动刀尖指向T2，至点A2(141,-50.1)，卸下参照工件3
6.准备导程P＝6.35实用NC46螺纹(石油钻具螺纹型号)车修程序，螺纹车修程序设定的刀具起点ZE＝12.7，使用K0调用15号刀补、n0＝150转/分转速车削螺纹余量，使用K2调用16号刀补、n2＝200转/分最终车削，其中转速n2下螺纹车削段使用Q参数“Q#507”
7.原程序所有指令之前，写入调用子程序指令“M98P6350；”，将以下代码写入新程序O6350
O6350；
#502＝6.35；(参照螺纹导程)
#503＝12.7；(参照螺纹刀具起点Z坐标)
#504＝-50.8；(A0点Z坐标ZA0)
#505＝-50.1；(A2点Z坐标ZA2)
#507＝360000*[#505-#504]/#502；(计算rTC＝360000*(ZA2-ZA1)/P＝39685)
#515＝-12.345；(记录15号刀补原值)
#516＝-1.234；(记录16号刀补原值)
#2115＝#515；(消除前件的刀补修改)
#2116＝#516；(消除前件的刀补修改)
#1＝#5042；(读取当前对刀位置轴向坐标ZB的系统参数#5042的值传递给参数#1)
#2＝#1-#505-FIX[[#1-#505]/#502]*#502；(计算相对待修螺纹的轴向偏移距离L')
#2115＝#2115+#2；(用刀补消除待修螺纹相对参照螺纹的偏差)
#2116＝#2116+#2；(用刀补消除待修螺纹相对参照螺纹的偏差)
G0U20；(刀具X正向移动10mm，远离对刀位置)
W200；(刀具Z正向移动200mm，远离待修螺纹)
M99；(返回原程序)
车修步骤：
1.安装并校正待修螺纹NC46工件，转动卡盘至标记F-G位置
2.移动K0至刀尖中心指向任意待修螺纹牙底，停止在此位置不动
3.运行螺纹加工程序
采用上述方法能够区分粗、精车工序分别使用不同刀具，每把刀具可以使用不同转速加工螺纹，可实现多刀分工序车削螺纹，有利于降低刀具成本、合理安排加工工艺。
采用上述方法能够在机床空间内调整不同主轴转速下的刀具车削轨迹，达成刀具车削轨迹与待修螺纹轨迹重合的目的，解决了数控车床在变主轴转速车修螺纹时出现的螺纹乱扣，导致在不同转速下车削的螺纹轨迹之间存在偏差，致使刀具车削轨迹与待修螺纹轨迹不重合的技术问题。采用该方法后，可通过调整数控车床的主轴转速来改变刀具切削速度，以克服已加工螺纹表面质量不符合技术要求的问题，因此，采用该方法维修螺纹能够提高螺纹的表面质量。
上述多刀分工序数控车修螺纹的方法，通过计算轴向偏移距离L'，能够以最小最节省的偏移距离调整点E到E’的位置，进一步提高了螺纹车修的效率。
上述多刀分工序数控车修螺纹的方法，无需对数控车床做任何改造、改装，无需借助任何外在检测仪器，成本更低廉，对具备螺纹加工功能的数控车床及各种数控系统普遍适用，具有普遍适用性。
上述多刀分工序数控车修螺纹的方法，不需要寻找或标记主轴编码器零位，能够一次性精准对刀，对螺纹的维修更便捷。
该多刀分工序数控车修螺纹的方法，在机床空间内调整刀具位置，不改动原程序，锥螺纹不受影响，对具备宏程序功能的数控系统，无需人工记录、输入数据和计算，使用更方便。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (9)

1.一种多刀分工序数控车修螺纹的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，以刀具起点S[XS,ZS]在一参照工件的外表面上以刀具K0、主轴转速n0车削可见螺旋线T0，并以刀具K2、主轴转速n2车削可见螺旋线T2，所述螺旋线T0、T2的导程均与待修螺纹的导程P相同；
S2，将刀具K0的刀尖定位于点A0[XA,ZA0]，其中，XA为点A0的径向坐标，ZA0为点A0的轴向坐标，ZA0位于螺旋线T0中部的任意位置；
S3，转动主轴至一角度位，所述角度位使刀具K0的刀尖指向螺旋线T0，标记或识记该角度位；
S4，保持所述主轴的角度位不变，换刀具 K2，移动刀具K2，使刀具K2的刀尖定位于点A2[XA,ZA2]并指向与螺旋线T0紧邻的螺旋线T2，其中，XA为点A2的径向坐标，ZA2为点A2的轴向坐标；
S5，计算螺旋线T0、T2间的轴向偏差rTZ或周向偏差rTC，其中，rTZ＝ZA2-ZA0，rTC＝360*(ZA2-ZA0)/P，修正在刀具K2、主轴转速n2下的螺纹车修程序，以消除所述轴向偏差rTZ或所述周向偏差rTC；
S6，从数控车床的卡盘上卸下参照工件；
S7，在卡盘上安装待修螺纹的工件，并转动主轴至所述角度位，待修螺纹车修程序设定的刀具起点为E[XE,ZE]，其中，XE为点E的径向坐标，ZE为点E的轴向坐标；
S8，换刀具 K0并移动刀具K0，使得刀具K0的刀尖指向待修螺纹的任意牙底位置B[XB,ZB]，其中，XB为点B的径向坐标，ZB为点B的轴向坐标；
S9，计算点B和点A0之间的轴向偏移距离L'＝ZB-ZA0-ZE+ZS-FIX((ZB-ZA0-ZE+ZS)/P)*P，-P<L'<P，函数FIX((ZB-ZA0-ZE+ZS)/P)表示取(ZB-ZA0-ZE+ZS)/P值的整数部分，或计算车修所需刀具起点E’与车修程序设定的刀具起点E的周向偏差r0C＝360*L'/P；
S10，在数控车床的工作空间将车修程序设定的刀具起点E移动至车修所需刀具起点E’，以消除轴向偏移距离L'，或调整车修程序设定的刀具起点E的角位移，以消除周向偏差r0C；
S11，执行调整后的车修程序，对待修螺纹依次在刀具K0、主轴转速n0 及刀具K2、主轴转速n2的条件下进行车修。
2.如权利要求1所述的多刀分工序数控车修螺纹的方法，其特征在于，所述参照工件为满足车制一段目视长度不少于2倍导程P螺旋线的工件。
3.如权利要求1所述的多刀分工序数控车修螺纹的方法，其特征在于，步骤S1中，以参照工件远离卡盘的一端中心为坐标系零点。
4.如权利要求1所述的多刀分工序数控车修螺纹的方法，其特征在于，所述点A0的径向坐标XA使刀尖径向位置大于螺旋线T0在A0点处的大径。
5.如权利要求1所述的多刀分工序数控车修螺纹的方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过手动转动主轴到所述角度位。
6.如权利要求1所述的多刀分工序数控车修螺纹的方法，其特征在于，步骤S10中，对于不具备宏程序功能的数控车床，通过平移坐标系或附加刀补的方法以消除轴向偏移距离L'；对于具备宏程序功能的数控车床，通过采用平移坐标系、附加刀补、在车修程序中调整车修程序设定的刀具起点的位置或角偏移、设置并调用局部坐标系G54～G59中的任一方法消除轴向偏移距离L'或周向偏差r0C。
7.如权利要求1所述的多刀分工序数控车修螺纹的方法，其特征在于，步骤S5中，通过将周向偏差rTC以宏变量形式代数叠加入刀具K2螺纹插补的Q地址以消除所述周向偏差rTC，或通过将轴向偏差rTZ代数叠加至刀具K2调用的刀补或坐标系平移的方法以消除所述轴向偏差rTZ。
8.如权利要求1所述的多刀分工序数控车修螺纹的方法，其特征在于，步骤S3中，在转动主轴到所述角度位后，在机床主轴箱与卡盘上做标记，以标记该角度位，或识记机床主轴箱与卡盘的相对位置特征。
9.如权利要求1所述的多刀分工序数控车修螺纹的方法，其特征在于，步骤S7中，在卡盘上安装待修螺纹的工件后，对待修螺纹的工件进行校正，以使得待修螺纹的中心轴线与主轴的中心轴线重合。
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