機械螺紋類零件的數(shù)控機床加工技術(shù)分析

冷默

摘 要：目前中國科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展十分迅速，尤其是在數(shù)控機床的零件加工方面突飛猛進，在零件生產(chǎn)工藝方面發(fā)揮著重要作用。數(shù)控機床加工技術(shù)廣泛應(yīng)用于航天、汽車、輪船、建筑等，很多地方都能夠看到數(shù)控加工技術(shù)的產(chǎn)品。借助數(shù)控機床加工技術(shù)，加工出機械螺紋類零件，可以提升零件整體的質(zhì)量，更好地投入到使用當(dāng)中去，既減少了生產(chǎn)成本，又提高了生產(chǎn)效率，獲得了更多的經(jīng)濟利益。本文著重介紹了數(shù)控機床加工螺紋類零件的工藝。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床 機械螺紋零件 技術(shù) 分析

中圖分類號：TG502 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）11（b）-0086-02

在國家的社會生產(chǎn)中，永遠(yuǎn)都離不開機械零件的使用，它們就好比是人類身體里的細(xì)胞，只有它們的存在，才能構(gòu)成一個完整的建筑作品。在制造業(yè)中，不光要有零件的存在，更為重要的是要注意零件的精度，對于機械螺紋零件的加工來說，零件加工的精度對于機械的使用壽命起著至關(guān)重要的影響。在實際的生產(chǎn)當(dāng)中，零件的加工精度向來都是重點的考慮因素，所以，可以使用數(shù)控機床加工工藝，這種生產(chǎn)加工工藝不僅優(yōu)化了零件生產(chǎn)的工藝過程，同時也大大提高了零件的使用質(zhì)量，既提高了零件的生產(chǎn)效率，也提高了人們的工作效率，一舉多得[1]。

1 數(shù)控機床加工技術(shù)簡介

數(shù)控技術(shù)已經(jīng)在國際上迅速地發(fā)展起來，成為了零件生產(chǎn)的主要技術(shù)。目前世界上存在的數(shù)控加工設(shè)備的種類有很多，除了人們所熟知的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控沖床，還有各種柔性制造單元等。所謂數(shù)控技術(shù)，就是應(yīng)用數(shù)字電子信息將零件具體的生產(chǎn)過程、工藝參數(shù)、機床的運動以及刀具位移量等數(shù)據(jù)操作程序編程到程序單上。數(shù)控系統(tǒng)的種類也有很多種，在進行程序編寫時，編程人員會根據(jù)零件樣圖的要求、零件的幾何形狀、尺寸精度要求等內(nèi)容進行分析，來確定加工方法，選擇一個最合適的加工路線；然后根據(jù)零件的樣式進行數(shù)學(xué)計算，來獲得刀具運行軌跡的數(shù)據(jù)；并確定機械螺紋類零件的基準(zhǔn)以及坐標(biāo)系，將零件進行定位，將編制好的程序輸入數(shù)控系統(tǒng)，由數(shù)控系統(tǒng)控制機床自動的實現(xiàn)零件的加工[2]。在機械螺紋類零件生產(chǎn)中，應(yīng)用數(shù)控機床加工技術(shù)與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比較，在實際中可以大大提高螺紋零件的加工效率，使得加工工件的質(zhì)量、精度都有了很大的提升。

2 數(shù)控機床加工螺紋零件的工藝

對于機械螺紋類零件來說，加工時應(yīng)特別注意螺紋零件的工藝處理。對于加工的工件來說，應(yīng)該進行集中的引注，做好尺寸測量以及坐標(biāo)式的建立，對其中所有的點、線、面尺寸以及位置，都需要以編程的原點為基礎(chǔ)，在標(biāo)注時可以采用局部分散的標(biāo)注法，這樣做是因為在數(shù)控加工過程中不會產(chǎn)生較大的累積誤差，且在數(shù)控加工技術(shù)中，其刀路也應(yīng)該盡量的簡單，由于機械螺紋類零件加工不存在輪廓誤差，所以在數(shù)控加工過程中，需要保證零件的直線輪廓要平行于坐標(biāo)軸，這樣可以更好地提高機械螺紋類零件的加工精度，保證加工工件的質(zhì)量[3]。

2.1 數(shù)控車床加工螺紋零件

在用數(shù)控車床加工螺紋零件時，刀具的進給不是通過機械傳動鏈實現(xiàn)的，而是通過編碼器數(shù)控系統(tǒng)控制主軸的進給驅(qū)動裝置操控刀具架的運動從而來實現(xiàn)螺紋加工。主軸通過轉(zhuǎn)動，數(shù)控系統(tǒng)檢測到轉(zhuǎn)動信號，然后控制電動機的進給，按照螺紋事先所要求的比例關(guān)系，車床會切削出符合要求的螺紋。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動時，編碼器與主軸會一起旋轉(zhuǎn)，發(fā)出相同的脈沖信號，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)檢測到信號同步時，開始進行切削，否則機床處于等待狀態(tài)。而車床加工的主要技術(shù)特點是數(shù)控車削環(huán)節(jié)，所以對于刀具的材料以及刀具結(jié)構(gòu)都有著嚴(yán)格的要求，車鑄鐵材料上的螺紋用YG類硬質(zhì)合金，車鋼件材料用YT類硬質(zhì)合金，該材料的刀具既適合粗加工又適合精加工，是車床加工的主要刀具。而在具體切削時，一定要特別注意切削用量，主軸的轉(zhuǎn)速不可以隨意的更改，當(dāng)轉(zhuǎn)速S與F值的乘積大于軸向進給限制值時，系統(tǒng)會自動報警，有些系統(tǒng)會將機器的導(dǎo)程變小，可能會損壞零件，有的刀架甚至?xí)驳娇ūP上，危險性比較大。另外，在車削時一定要保證工件安裝的牢固平穩(wěn)，有的工件自身剛性不足，在車削時受到較大的外力，而改變了工件原本的狀體，導(dǎo)致零件制作的失敗。此時可以采用尾座頂尖等，來增加工件的剛性?？偟膩碚f，車削機械螺紋零件具有特殊性，不僅程序要編程的合理，還要考慮到車削的材料、參數(shù)等因素，才能保證零件的完好性。

2.2 數(shù)控銑床加工螺紋零件

常見的螺紋銑刀類型有整體式螺紋銑刀、螺紋鉆銑刀、普通機夾式螺紋銑刀等，工作時需要多次走刀才能切割出螺紋的形狀。螺紋銑床通過數(shù)控機床的三軸聯(lián)動，通過螺紋銑刀反復(fù)插進螺旋銑削而完成的。螺紋銑削具有加工效率高、安全性高、操作簡單等特點。螺旋銑削的軌跡是一螺旋線，與一般的數(shù)控銑削相同，螺紋銑刀一開始可以采用四分之一圓弧或者直線切入，在X軸與Y軸水平方向進行圓弧插補的同時，在Z軸方向上進行直線的插補。主軸轉(zhuǎn)速和進給量與螺紋之間的螺距并沒有很大的聯(lián)系，與一般的螺紋加工中進給量與轉(zhuǎn)速的關(guān)系有著很大的區(qū)別，其加工的速度與銑刀進給量可以進行隨時的調(diào)控，以達到最佳的切削效果，以此來保證工件的質(zhì)量。

3 數(shù)控機床加工螺紋零件的具體步驟

在完成圖紙設(shè)計、程序編寫、道具選擇以及工件選擇等步驟之后，工作人員就能夠借助于數(shù)控系統(tǒng)，操作數(shù)控機床來對螺紋類零件進行進一步的加工。從工件設(shè)計圖紙層面而言，需要根據(jù)相應(yīng)的施工要求來加工零件，同時在應(yīng)用數(shù)控技術(shù)加工螺紋類零件的具體過程當(dāng)中，為了改進螺紋零件加工的精度，需要在設(shè)計圖紙的時候，詳細(xì)標(biāo)明精度方面的尺寸。除此之外，在加工之前的編程環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)盡可能預(yù)留一定程度的余量，這樣一來就能夠在加工的時候靈活補償機械間隙，并且盡可能一次裝夾就順利實現(xiàn)端面的加工。在螺紋類零件加工環(huán)節(jié)，工作人員應(yīng)當(dāng)應(yīng)用計算機來編寫完善加工程序，借助于自動編程來實現(xiàn)零件數(shù)控加工。這是因為通過應(yīng)用計算機的識圖編程，一方面可以有效改進編程準(zhǔn)確程度，避免出現(xiàn)各種錯誤，另一方面還可以最大限度控制加工過程當(dāng)中可能出現(xiàn)的誤差，從而合理科學(xué)確定走刀的具體路線。只有這樣才可以確保螺紋零件加工的精度。數(shù)控機床的加工環(huán)節(jié)，對于那些適合進行數(shù)控加工的步驟，需要認(rèn)真細(xì)致地分析零件圖樣以及相關(guān)的工藝，并且在此基礎(chǔ)上選擇最合理以及最效率的數(shù)控加工步驟，根據(jù)設(shè)計圖紙，事先設(shè)計完善走刀的路線，并且將走刀的路線落實到設(shè)計圖紙，在此過程當(dāng)中還需要最大限度減少編程所需要的步驟。應(yīng)用數(shù)控機床技術(shù)加工螺紋零件的時候，工作人員還需要兼顧數(shù)控系統(tǒng)自身存在的缺陷以及不足，從而盡可能避免問題的出現(xiàn)，在保證工件加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，不斷提高零件加工的效率。

利用數(shù)控機床加工技術(shù)已經(jīng)成為了國際上加工螺紋零件的主要工藝技術(shù)，在有限的時間里，數(shù)控機床加工技術(shù)可以有效地保證零件的生產(chǎn)數(shù)量，大大提高了螺紋零件的生產(chǎn)效率。另一方面，不僅提高了產(chǎn)品的綜合性能，還能夠在加工過程中利用一些輔助的程序，制作出更為細(xì)致、優(yōu)化的螺紋零件，這是傳統(tǒng)機床所無法替代的，相信在不久的將來數(shù)控機床加工技術(shù)將會有更為廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻

[1] 白李平.機械螺紋類零件的數(shù)控機床加工技術(shù)分析[J]. 同行，2016，1（7）：92-93.

[2] 穆寧.機械螺紋類零件的數(shù)控機床加工技術(shù)探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016，3（18）：69-70.

[3] 鄒琰.機械螺紋類零件的數(shù)控機床加工技術(shù)[J].才智， 2016，5（28）：90-91.endprint