[发明专利]一种变螺距螺钉的运算加工方法

权利要求书

1.一种变螺距螺钉的运算加工方法，其特征在于，所述的运算加工方法包括如下步骤：

(Ⅰ)根据变螺距螺钉的设计要求，对初始参数进行宏变量赋值；

(Ⅱ)根据宏变量赋值计算加工变量，基于加工变量编制车削加工宏程序并输入至车削机床中；

(Ⅲ)车削机床对原料坯分段加工出变螺距螺纹，得到所述的变螺距螺钉；

所述的变螺距螺钉包括本体，所述本体由依次对接的锥体和柱体组成，所述锥体和柱体的对接面记为交界环面，所述本体外表面由头部端面开始，向尾部端面分段车削，加工形成变螺距螺纹；

步骤(Ⅰ)中，需要进行宏变量赋值的初始参数包括总长L、头部螺距P₁、尾部螺距P₂、头部端面至交界环面间的距离D、单个螺纹牙宽Z和刀具宽度U；

步骤(Ⅱ)中，根据宏变量赋值计算的加工变量包括：螺纹总圈数Q、螺距渐变量B、交界环面处的螺距△P、交界环面处的螺纹圈数S、交界环面处的螺纹总长W、头部端面的螺纹加工位置N₀、螺纹起始加工牙K_x、每段螺纹的起始螺距P_x、每段螺纹的起始加工位置N_x，每段螺纹的加工牙数△K，头部端面到其中一段螺纹结束点的距离L_x以及借刀宽度H；

头部端面的螺纹加工位置N₀是指在加工第一螺纹段时，车削刀具的入刀位置；

在每一段螺纹段加工结束后，均调用宏程序，重新计算下一段螺纹的起始加工牙K_x、下一段螺纹的起始螺距P_x以及下一段螺纹的起始加工位置N_x；

螺纹总圈数Q根据式(1)计算：

其中，FUP是指对计算结果进行向上取整；

每圈螺距的渐变量B根据式(2)计算：

交界环面处的螺距△P根据式(3)计算：

交界环面处的螺纹圈数S根据式(4)计算：

交界环面处的螺纹总长W根据式(5)计算：

螺钉头部加工位置N₀根据式(6)计算：

N₀＝L-D-W 式(6)；

每段螺纹的起始螺距P_x根据式(7)计算：

其中，在车削第一螺纹段时，K_x取1；此后每段螺纹在车削前，调用宏程序，根据式(8)重新计算螺纹起始加工牙K_x：

K_x＝K_x-1+△K-1 式(8)；

其中，K_x-1表示第x段的上一段螺纹的起始加工牙；

每段螺纹的起始加工位置N_x根据式(9)计算：

每段螺纹的加工牙数△K＝5；

端面到其中一段螺纹结束点的距离L_x根据式(10)计算：

螺纹牙借刀宽度H根据式(11)计算：

H＝P_x-Z-U 式(11)。

2.根据权利要求1所述的运算加工方法，其特征在于，所述锥体的外周加工形成的变螺距螺纹由头部端面至尾部端面分为第一螺纹段和第二螺纹段；

所述第一螺纹段的螺纹齿顶位于同一圆柱面，所述第一螺纹段的螺纹齿高相同；

所述的柱体外周加工形成的变螺距螺纹由头部端面至尾部端面分为第三螺纹段、第四螺纹段和第五螺纹段；

所述第三螺纹段的螺纹齿高相同；所述第四螺纹段的螺纹齿顶位于同一锥面，所述锥面的小端位于第三螺纹段，所述锥面的大端位于第五螺纹段；所述第五螺纹段的螺纹齿高相同且均高于第三螺纹段的螺纹齿高。

3.根据权利要求1所述的运算加工方法，其特征在于，步骤(Ⅲ)具体包括如下步骤：

(1)在宏程序的控制下，车削刀具由螺钉头部加工位置N₀进刀，按照设定的头部螺距P₁加工第一螺纹段的起始螺纹，随后按照每圈螺距的渐变量B，完成加工牙数△K的螺纹数量后停止，得到第一螺纹段；

(2)调用宏程序重新计算第二螺纹段起始加工牙K_x，并根据K_x重新计算第二螺纹段的起始螺距P_x以及第二螺纹的起始加工位置N_x，车削刀具由N_x进刀，按照P_x加工第二螺纹段的起始螺纹，随后按照每圈螺距的渐变量B，完成加工牙数△K的螺纹数量后停止，得到第二螺纹段；

(3)重复步骤(2)，依次加工形成第三螺纹段、第四螺纹段和第五螺纹段，得到所述的变螺距螺钉；

在车削过程中，当车削至交界环面处时，按照交界环面处的螺距△P、交界环面处的螺纹圈数S以及交界环面处螺纹圈数的总长W进行车削加工。