車銑復(fù)合加工中心加工變導(dǎo)程變深度螺桿的工藝技術(shù)

沈爽 唐斌

摘要：變導(dǎo)程變深度螺桿在實際機械中的應(yīng)用中的作用非常重要。為了提高變導(dǎo)程變深度螺桿的加工效率、改善工件表面質(zhì)量，本文研究采用車銑復(fù)合加工中心加工變導(dǎo)程變深度螺桿的工藝技術(shù)，通過實際應(yīng)用驗證了車銑復(fù)合加工中心加工在加工變導(dǎo)程螺桿上具有精度高，效率高的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：車銑復(fù)合加工中心;變導(dǎo)程螺桿加工;工藝技術(shù)1車銑技術(shù)的主要特點

（1）車銑是間斷切削，因此無論加工何種材料的工件都能得到較短的切削，易于自動除屑。

（2）間斷切削使刀具又充足的冷卻時間，刀具切削溫度相對較低。

（3）與傳統(tǒng)車削相比，車銑極易實現(xiàn)高速切削，而高速切削的一切優(yōu)點可在車銑中得以體現(xiàn)。

（4）由于切削速度是由工件和刀具的回轉(zhuǎn)速度共同合成，因此不需要使工件高速旋轉(zhuǎn)也能實現(xiàn)高速切削，有利于對大型工件進行高速切削。尤其重要的是對于大型鍛件毛坯，工件的超低轉(zhuǎn)速將消除因工件偏心而引起的振動或徑向切削力的高頻周期變化，這些特點使得此類工件的切削過程十分平穩(wěn)，有利于減少加工件的形狀誤差。

（5）轉(zhuǎn)速相對較低，加工薄壁件幾乎沒有由于離心力產(chǎn)生的變形。

（6）當(dāng)采用高速車銑時，切削變形過程主要是絕熱剪切，所以切屑和刀具帶走熱量較多，因此工件溫度相對較低，熱變形小。

（7）使用較大的縱向進給也能得到較小的表面粗糙度。

（8）如采用CNC車銑中心，需用車、銑、鉆、鑊等不同方法進行加工的工件能在一次裝夾中完成，不需要更換機床，大大縮短了生產(chǎn)周期，防止了重復(fù)裝夾誤差。

（9）車銑是多刃切削，結(jié)合高速切削可較大地提高生產(chǎn)效率。

（10）多刃切削過程平穩(wěn)，刀具磨損小，這對新型難加工材料和大型回轉(zhuǎn)體毛坯的加工十分有益。2變導(dǎo)程變深度螺桿加工工藝技術(shù)

2.1 變導(dǎo)程變深度螺桿

變導(dǎo)程變深度螺桿在實際機械中的應(yīng)用有著不可或缺的作用，如新型擠塑機變導(dǎo)程推進絲杠在其等速旋轉(zhuǎn)過程中，由于絲杠導(dǎo)程的不斷變化，使絲杠螺旋槽的容腔逐漸變小，從而使得絲杠螺旋槽內(nèi)的物料受到的擠壓力逐漸增大，被擠壓物料的密度也逐漸增大;又如變導(dǎo)程錐形鉆頭和變導(dǎo)程錐形立銑刀，當(dāng)加大切削用量時，因變距螺旋槽的容腔逐漸加大，使容屑和排屑更加流暢，避免刀具在加工中溫度的急劇上升，有效地提高了刀具的使用壽命。本文中加工的變導(dǎo)程變深度螺桿參數(shù)如下表：

材質(zhì)為鋁合金，螺桿槽為等寬8mm，在50mm長度范圍內(nèi)螺距由15mm漸變到20mm，漸變系數(shù)K=1.06，螺旋槽為右旋。螺桿模型件的表面粗糙度要求達到3.2，精度達到0.lmm，三維模型如下圖1。

2.2 加工螺旋槽的球頭銑刀的選擇

數(shù)控機床上使用的刀具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求。

銑刀的選擇因遵循銑刀類型與工件表面形狀和尺寸相適應(yīng)的原則。加工較大的平面應(yīng)選擇面銑刀;加工凹槽、較小的臺階面及平面輪廓應(yīng)選擇立銑刀;加工空間曲面、模具型腔或凹槽成形表面等多選用球頭銑刀;加工封閉的槽選擇槽銑刀;加工變斜角零件的變斜角面應(yīng)選用鼓形銑刀;加工各種直的或圓弧形的凹槽、斜角面、特殊孔等應(yīng)選用成形銑刀。工件材料不同，選擇不同材料銑刀。一般硬質(zhì)合金刀具適合加工中等硬度的材料，對于一些工件材料硬度高、切削性較差的特點，為了提高加工效率和加工質(zhì)量，應(yīng)選用超細晶粒硬質(zhì)合金銑刀。超細晶粒硬質(zhì)合金銑刀強度高、耐沖擊，是加工難加工材料的首選刀具。螺桿的材料是鋁合金，這類材料硬度較低，螺桿槽深不是很大、刀具磨損不是很嚴(yán)重?；谝陨弦蛩?，選擇球頭銑刀作為螺旋曲面的加工刀具。

球頭銑刀基本參數(shù)如下：

材料：硬質(zhì)合金刀片;

刀片頭數(shù)：1頭;

規(guī)格：R3X6X30X80。

2.3 工藝技術(shù)分析

首先在普通機床上進行了粗加工，粗加工后毛坯長度為180mm，直徑為74 mm。在加工完非裝夾端面之后鉆一個中心孔便于在車銑復(fù)合加工中心上裝夾，防止工件由于夾緊力不夠造成變形，進而影響到加工精度，甚至發(fā)生損壞機床的事件。由此可見，加工一個中心孔是十分必要的。粗加工之后，使用車銑復(fù)合加工中心進行試切。加工完畢的工件圖2所示。加工過程中主要切削參數(shù)：第一道工序車削外圓廓，主軸轉(zhuǎn)速1000r/min，進給140mm/min。第二道工序銑螺旋槽，銑刀轉(zhuǎn)速3000r/min，第三道工序銑六方體，銑刀轉(zhuǎn)速3000r/min。3結(jié)論

變導(dǎo)程變深度螺桿零件是一類具有代表性且造型比較規(guī)范的、典型的回轉(zhuǎn)類復(fù)雜零件。本文針對螺桿三坐標(biāo)加工工藝和編程中常用的方法，提出了采用了車銑復(fù)合加工中心實現(xiàn)了較為有效的加工方法，使加工效率獲得了提高。

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