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在现代机械产品的管道螺纹连接中，英制G螺纹因其优良的密封性能而得到广泛应用，并逐渐形成行业标准。 市场上也有大量不同类型的G螺纹连接接头。 随着我国对外贸易的快速发展，越来越多的美国机械产品流入中国市场。 由于美式机械产品均采用美式单位，与市场上流通的英制产品（尤其是管接头）不可互换，给维修带来极大不便，导致产品维修成本高。 在市场需求的刺激下，各种规格的NPT、G螺纹转换接头应运而生。

本篇是加工如图1所示的过渡接头零件，提供给我们的毛坯是一个有8.5个通孔的六角棒。 考虑大批量生产加工，设计简单的专用夹具，最大程度保证加工过程中的装夹精度，提高生产效率。加工过程中两台数控车床配合完成过渡

接头的加工，一台设备用夹体夹住毛坯加工G1/4螺纹，另一台设备用夹体夹住毛坯加工NPT螺纹。

1.治具的设计与加工

(1)夹具设计

夹具型式如图2所示。该夹具集夹具本体和定位装置于一体，采用三爪自定心卡盘和夹具的变形力进行夹紧。 在装夹过程中，六角棒材可根据加工要求伸长至所需长度，并可在夹持体内自由定位，实现长短棒材同时夹持的功能。

(2)治具的组装

夹具可以夹紧六角棒的形状螺纹表接头标准，使零件在夹具中定位，夹具必须依靠三爪自定心卡盘在机床上定位夹紧。

(3)治具加工

首先，在普通车床上加工尺寸为45x22到40x20的45#钢毛坯； 然后用线切割电火花机床切割中间型腔部分和开口部分，然后用锉刀手工打磨到型腔尺寸，最后进行淬火热处理，提高表面硬度。

螺纹接头量产

2、NPT、G螺纹转换接头的加工

加工件示意图如图1所示。

(一)加工条件

加工材质为铜，毛坯为17mm六角棒材，中小批量生产。 使用两台G-CNC6135数控车床和CZK980TA数控系统。

(2) 模式分析

1、过渡接头左端为美制NPT外螺纹，尺寸代号为1/4，螺纹面锥度为1:16。 查阅《公制、美制、英制螺纹标准手册》，得到螺纹的相关数据如下：螺距P=1.411 mm； 螺纹高度h=1.129 mm； 外螺纹小端面小径d1=10.996mm； 螺纹尖端压扁高度为0.077mm（由于铜是软材料，容易被挤压变形，实际加工中可酌情加大此值螺纹表接头标准，此处选择0.15mm）。

加工螺纹时，必须给刀具一个加速距离，以保证螺纹的有效长度正确，因此在实际加工编程时需要重新绘制和计算刀具轨迹和相关数据，如图4所示.

2、该过渡接头右端为英制非密封圆柱内螺纹，尺寸代号为1/4，相关数据可从《公制、美制、英制螺纹标准手册》中获取如下： P=1.337mm； 齿高h=0.856mm； 大径D=13.157mm； 小径D1=11.445mm； 螺纹尖端压平高度h/6=0.127mm（此处选择0.2mm）。

3、转换接头中心为8.5mm通孔，无尺寸精度及表面要求。

(3)加工路线的确定

预先用锯床切割材料，将六角毛坯切割成25mm左右，然后在CNC车床上进行加工：

1、加工内孔轮廓；

2、加工英制G静仓螺纹；

3.转身加工轮廓；

4、加工NPT外螺纹。

(4)加工工具的选择

1.刀具材料

由于铜是一种较软的待加工材料，因此需要使用锋利的高速钢工具（W18Cr4V）来减少加工过程中的挤压变形。

2.工具类型

根据以上工艺分析，加工这种过渡接头所需的刀具有钻头、外圆车刀、外螺纹刀具、镗刀、内螺纹刀具等，各刀具的规格参数见表1。

(5)切削参数的确定

1.速度n

根据参考书《数控机床及其应用》，切削铜材的切削速度vc范围为0.67-2.92m/s，折算为40.2-170.5m/min。 考虑到冷却条件和刀具强度，加工外圆时选择50m/min，加工内孔选择40m/min，切削加工选择20m/min。

查阅参考书可得：n=1000×vcπ×d（公式1）

其中 d 是工件的直径。

由于外锥面加工过程中工件直径不断变化，故这里选取平均直径d-进行计算（如图4所示）：

d―=(19.63+11.96)/2=15.295mm，取d―=15mm为计算直径值。

根据公式1：n=1000×503.14×15=1061r/min

实践证明，高速钢刀具在粗加工时可适当提高速度，精加工时可适当降低速度。 为达到最佳切削效果，外锥粗加工采用n=1000r/min，精加工采用n=700r/min。 分钟。

同理，根据公式1可得内筒转速：

D―=(11.445+8.5)/2=9.97mm，取D―=10mm为计算直径值。

n=1000×403.14×10=1274r/min

因此，粗加工内筒选用n=1250r/min，精加工选用n=800r/min。

加工内外螺纹时，为获得较高的表面质量，根据加工经验，应尽可能降低转速，选用n=250r/min。

2.进给速度vf

查阅参考书《数控机床及其应用》，切削铜材最大进给量可达f=0.18mm/r，外圆锥加工选f=0.15mm/r，内圆柱加工选f=0.1毫米/转。

查阅参考书可得：vf=n×f（公式2）

外锥粗加工：vf=n×f=1000×0.15=150mm/min

外锥精加工：vf=n×f=700×0.15=105mm/min

内筒粗加工：vf=n×f=1250×0.1=125mm/min

内筒精加工：vf=n×f=800×0.1=80mm/min

综合前面分析的内容，填入下表所示的CNC加工工艺卡，作为编制加工程序的主要依据。 如表2和表3所示。

(6) 编写程序

编写程序时要注意以下几点：

1、由于NPT外螺纹没有退刀，在保证刀具不干涉零件台阶的情况下，应尽可能增加螺纹的有效长度。 这里，退刀距离选择为1.5mm。 （如图4所示）

2、每个程序结束时，调出安装在3号刀位的挡铁，让挡铁自动定位到位置（X10，Z0.2），然后夹紧工件，减少对刀操作时间。

3、程序开始时必须自动切削零件端面，去除定位时预留的0.2mm余量，同时保证零件端面的表面质量。

4、“M99”用于程序结束指令，程序结束后自动返回程序头，自动重新加工下一部分，减少辅助时间，提高工作效率。

(7) 处理

加工前注意对刀精度； 在加工过程中，注意切削参数和冷却状态的动态调整； 如果精度有误差，可将测得的误差值补偿到相应螺纹刀具的刀补号中，然后重新运行加工程序。

实践证明，按上述工艺分析加工出的过渡接头完全可以满足配合精度要求，使用该夹具进行定位装夹后，保证了零件的装夹精度，提高了生产效率，生产节省了成本。 这里只是众多适配器中的一个规格。 在实践中，还有很多其他规格的适配器，如图5所示。采用上述方法进行装夹、编程、加工，效果也很好，产品完全满足性能要求。