外螺紋配合件加工工藝與分析研究

【摘要】本文結(jié)合筆者自身的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，將論述外螺紋配合件的加工的設(shè)備選擇、加工分析與工藝等重要的部分，研究其加工的工藝和方法，分析合理的加工工藝方案，對(duì)于提升產(chǎn)品的加工質(zhì)量有積極的意義。

【關(guān)鍵詞】外螺紋配合件；加工工藝；設(shè)備

1.引言

外螺紋配合件在我國(guó)的應(yīng)用十分廣泛，尤其是隨著加工設(shè)備與加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，外螺紋配合件的加工要求也在不斷的提升，考慮到配合件的材料、高精度、形狀符合要求、外觀美觀等要求，在加工中需要對(duì)加工的設(shè)備、型號(hào)、刀具、轉(zhuǎn)速、背吃刀量等進(jìn)行確定，加工設(shè)備的選擇與加工工藝的確定對(duì)于加工有著決定性的作用。而在加工中的刀具、設(shè)備、主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量等工藝要求必須和加工的外螺紋配合件的實(shí)際情況相結(jié)合。

2.加工設(shè)備的選擇

隨著加工技術(shù)和控制技術(shù)的進(jìn)步，要達(dá)到較高精度和較高效率的外螺紋配合件的加工一般會(huì)采用數(shù)控機(jī)床來(lái)進(jìn)行，數(shù)控機(jī)床是通過(guò)程序控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化信號(hào)的控制，加工信息可以實(shí)現(xiàn)程序化的操作，避免人為的干擾，其組成部分一般包含四個(gè)方面：其一，數(shù)控裝置，數(shù)控裝置由I/O設(shè)備、CPU處理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)和接口電路組成；其二，控制媒介，要建立可靠的人機(jī)交互控制，必須通過(guò)控制介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，有穿孔紙帶、磁帶、磁盤或其他媒介；其三，設(shè)備主機(jī)，機(jī)床主機(jī)是數(shù)控只裝通過(guò)伺服系統(tǒng)將運(yùn)動(dòng)控制傳遞到部件，使之達(dá)到準(zhǔn)確的位移；其四，伺服系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)的作用是將脈沖控制信號(hào)通過(guò)處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為機(jī)床的移動(dòng)，其組成部分包括檢測(cè)單元、放大單元、執(zhí)行單元和控制對(duì)象等。

3.外螺紋配合件加工工藝分析

3.1 外螺紋配合件加工方案

（1）加工方案的選擇：加工方案的選擇時(shí)要注意幾個(gè)方面的因素。例如加工外螺紋配合件的類型、加工生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、加工材料與力學(xué)性能、加工形狀尺寸與精度要求、加工的表面技術(shù)要求規(guī)范。

（2）加工安排：當(dāng)確定加工的方案之后，要從整個(gè)加工的要求來(lái)控制加工工序的安排，由于外螺紋配合件的加工比較復(fù)雜，因而要優(yōu)化其加工的工序，制定科學(xué)合理的加工步驟非常必要，為了保證加工的技術(shù)質(zhì)量，合理使用加工設(shè)備，便于安排處理工序，加工安排有粗加工、半精加工、精加工和光整加工等階段。

（3）工序劃分：為了能夠更好的運(yùn)用專用設(shè)備和數(shù)控機(jī)床，需要注意工序的劃分，其劃分的原則有工序集中原則、工序劃分原則和工序分散原則。一般工序劃分時(shí)要根據(jù)生產(chǎn)的綱領(lǐng)，對(duì)外螺紋配合件的形狀結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求等進(jìn)行分析，一般采用工序集中的原則來(lái)進(jìn)行劃分，參考安裝的次數(shù)、使用的刀具和加工中的粗加工、半精加工和精加工等進(jìn)行分析。加工根據(jù)其主要的精度和參照，一般是基準(zhǔn)面先行、先粗后精、先面后孔和先主后次的原則，并且要進(jìn)行熱處理安排，以消除零件中存在的殘余應(yīng)力。

（4）輔助工序：輔助工序主要包含清洗、防銹、去毛刺、檢驗(yàn)、去磁、平衡等操作，在輔助工序中需要注意幾個(gè)方面，例如重要工序的前后安排、粗、精加工的工序安排、工件在加工過(guò)程中的工作平臺(tái)的轉(zhuǎn)換工作、加工完成之后的維護(hù)工作。

3.2 加工工序的設(shè)計(jì)

工序設(shè)計(jì)工作需要從幾個(gè)方面進(jìn)行參考：其一，加工的尺寸規(guī)格和加工表面應(yīng)該與機(jī)床相互適應(yīng)，機(jī)床的精度和加工精度相互適應(yīng)；其二，加工中的夾緊方案和定位基準(zhǔn)的確定，定位過(guò)程中要避免過(guò)定位，夾緊方案與零件的形狀相符合；其三，刀具要保證精度高、切削性能好、可靠性高、耐用性好、斷屑與排屑性能好等；其四，加工余量與尺寸偏差的確定、時(shí)間定額與切削用量的確定等。

可以分析出，零件的總長(zhǎng)度為96mm，最大外徑為60mm，零件的毛坯可以考慮采用

150mmXφ62mm的#45鋼，零件中的特征有外螺紋M30X2，圓柱φ40mm、φ24mm，端面、圓弧、退刀槽等，零件的形狀較為復(fù)雜，并且尺寸要求較高，加工具有一定的難度，數(shù)控車床可以滿足零件的加工要求。

3.3 加工操作

加工之前采用三爪卡盤進(jìn)行固定，可以保證較高的夾持效率，加工的工序基準(zhǔn)的定位也較為方便，加工所用的刀具包含硬質(zhì)合金的5mm切斷刀和刀尖角為30度的硬質(zhì)合金刀，零件的材料為#45鋼，因而還需要注意刃磨刀具。加工操作包含幾個(gè)步驟：其一，粗車外表面，采用尖角為30度的硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行粗車，得到工件的基本外形，數(shù)控車床中的程序命令為外圓循環(huán)G71指令，粗車外表面為切端面、圓弧、外圓、圓弧、外圓、退刀、回到原始位置。其二，精車外表面，在已經(jīng)得到的粗車外表面的基礎(chǔ)上，采用尖角為30度的硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行精加工。其三，切槽，用硬質(zhì)合金的5mm切斷刀進(jìn)行切槽。其四，外螺紋切制，采用尖角為60度的硬質(zhì)合金刀具，在加工中為了確保內(nèi)外螺紋的配合性，需要確保外螺紋的尺寸比設(shè)計(jì)的圖紙小0.15mm左右；其五，切斷，當(dāng)零件的特征加工達(dá)到需要的尺寸要求之后，采用5mm的硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行切斷，得到零件。

3.4 加工中的注意問(wèn)題

在加工中需要注意主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量、進(jìn)給速度的控制，其切削的要素與普通的機(jī)床控制相似，在粗加工中盡量選擇大的背吃刀量，以減少進(jìn)給的次數(shù)，但要注意加工材料的剛性和機(jī)床的功率等。此外，在設(shè)計(jì)工序加工中，要正選擇背吃刀量、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等參數(shù)，以提升加工效率和加工質(zhì)量為綜合考量的條件。在加工中，注重零件的加工質(zhì)量，由于加工上下表面的粗糙度較大，因而要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整定位、夾緊和轉(zhuǎn)速等條件。刀具或主軸的裝夾不當(dāng)會(huì)造成較大的徑向跳動(dòng)，影響粗糙度；過(guò)定位或夾緊力過(guò)大會(huì)傷害到零件表面，甚至?xí)?dǎo)致定位端面的偏斜；切削用量選擇時(shí)一般采用較大的切削速度和較小的進(jìn)給量。加工中必須堅(jiān)持粗糙度、精度、尺寸、形狀等控制原則，合理的調(diào)配刀具的幾何參數(shù)、加工切削速度、切血量等都能有效的提高零件的加工質(zhì)量。

4.結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的機(jī)械加工的產(chǎn)品非常廣泛多樣，外螺紋配合件作為其中較為常用的一種，研究其加工的工藝和方法，分析合理的加工工藝方案，對(duì)于提升產(chǎn)品的加工質(zhì)量有積極的意義，相關(guān)研究值得進(jìn)一步深入。

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