數(shù)控加工中梯形螺紋的加工工藝探討

宋良永（浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江　溫州　325000）

數(shù)控加工中梯形螺紋的加工工藝探討

宋良永
（浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江溫州325000）

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，梯形螺紋加工逐漸成為當(dāng)下一種常用的數(shù)控加工工藝，但是由于這種數(shù)控加工工藝所使用的螺紋牙角較小，刀具強(qiáng)度也較弱，同時工藝的程序控制步驟也比較復(fù)雜，這大大增加了其在實(shí)際操作中的難度。本文從螺紋加工工藝概述入手，就梯形螺紋加工工藝在數(shù)控加工中的應(yīng)用進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；梯形螺紋；加工工藝

近些年，隨著工業(yè)化的快速推進(jìn)，我國制造業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，同時也對元器件的生產(chǎn)工藝提出了越來越高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。為了滿足日益增長的生產(chǎn)工藝需求，梯形螺紋加工工藝作為一種新型的數(shù)控加工工藝而被研發(fā)出來。由于該工藝所用的螺紋牙形角度小，深度大，所以它可以與梯形螺母完美匹配。此外，通過梯形螺紋加工工藝在數(shù)控機(jī)床加工中的應(yīng)用可以極大地提高數(shù)控機(jī)床加工的質(zhì)量和效率，進(jìn)而可以為加工企業(yè)謀取更多的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

1　新舊梯形螺紋加工工藝對比分析

數(shù)控加工中所用的傳統(tǒng)的梯形螺紋加工工藝主要是先采用直接進(jìn)入的方式，然后再通過左右切割來進(jìn)行成品的加工，這種加工工藝最大的弊端就是非常容易出現(xiàn)扎刀現(xiàn)象，并且生產(chǎn)效率也非常低。而在數(shù)控機(jī)床加工中新型的梯形螺紋加工工藝則主要是借助預(yù)先編制的加工程序來進(jìn)行控制的，這樣更加科學(xué)、合理和規(guī)范，通過引入先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，用軟件程序?qū)庸すに嚨某绦蜻M(jìn)行預(yù)先的設(shè)定。新型的梯形螺紋加工工藝的具體流程是先檢查機(jī)床的精度，然后再通過多程序來對元件進(jìn)行加工。總體而言，新的梯形螺紋加工工藝與傳統(tǒng)的梯形螺紋加工工藝相比，無論是從受力分析、程序編程或貝吃力量等角度來看都具有明顯的優(yōu)勢。

2　梯形螺紋加工工藝探究

2.1梯形螺紋加工工藝流程

梯形螺紋加工工藝主要是借助計(jì)算機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)工作流程的控制，其流程主要包括以下幾個方面：首先，調(diào)整梯形螺紋加工所用數(shù)控機(jī)床的精準(zhǔn)度，然后在對應(yīng)的數(shù)控機(jī)床中加入選定的加工材料，在數(shù)控機(jī)床正式工作之前，相應(yīng)的機(jī)床操作人員一定要檢驗(yàn)機(jī)床的精度，確保機(jī)床加工的精確度符合規(guī)定的要求，即滿足加工的需求。其次，數(shù)控機(jī)床操作人員在加工過程中需要使用規(guī)范的機(jī)床車削方法和裝夾方式，我們加工過程中常用的裝夾方式主要是通過使用三抓盤夾持固定在工件的一端，用頂尖將工件的另一端頂住，同時，為了避免工件在機(jī)床加工過程中發(fā)生軸振動而造成機(jī)床加工精度不準(zhǔn)的問題發(fā)生，數(shù)控機(jī)床裝夾的一端通常需要設(shè)置成臺階式。此外，為了避免梯形螺紋出現(xiàn)變形的問題，機(jī)床操作人員在機(jī)床加工的過程中要注意將頂尖頂住元件的時候不能過緊，需要預(yù)留一定的空間范圍。

2.2梯形螺紋車刀的選擇及切削方法的選擇

梯形螺紋車刀所用的材料主要有兩種，即硬質(zhì)合金和高速鋼。螺紋車刀材質(zhì)的合理性對機(jī)床的加工效率及其自身的使用壽命都具有重要的影響。高速鋼刀刀刃打磨方便，刃口鋒利，韌性好，且刀尖不容易折斷，所以主要適用于車削塑性材料，但是由于其耐高溫性不佳，在高速轉(zhuǎn)動的時候容易遭受磨損。車削如鑄銅、鑄鐵類的脆性材料則適宜采用硬質(zhì)合金刀具。硬質(zhì)合金刀具具有高速切削磨損率低，工作效率高，耐高溫性強(qiáng)，但是由其造成的車刀的刀刃容易發(fā)生翻遍或斷裂的問題。

梯形螺紋車削加工方式主要包括兩種，即高速和低速。低速車削方法主要適用于單件生產(chǎn)或者那些對加工精度要求較高的梯形螺紋生產(chǎn)中。傳統(tǒng)的車削加工方法主要有切槽法、左右車削法、直進(jìn)法、斜進(jìn)法和分層切削法等。例如，直進(jìn)法主要就是沿著橫向讓刀具進(jìn)刀，但是該法由于切削的時候主要采用三刃進(jìn)刀，所以刀具磨損很嚴(yán)重，且容易出現(xiàn)扎刀等問題。

2.3梯形螺紋車削加工工序

梯形螺紋車削加工工序主要包括兩種加工工序，即粗車加工工序和精車加工工序。在具體的加工中，零件通常需要首先經(jīng)過粗車道來實(shí)現(xiàn)對元件的初步加工（主要是開槽），為了確保粗加工元件的適用性，確保其在精車加工的時候不會出現(xiàn)變形問題，需要在加工的過程中在徑向預(yù)留0.1-0.2mm的加工余地，還需要確保梯形螺紋頂徑與底徑之間的預(yù)留距離為0.2-0.4mm，這也是確保器件加工準(zhǔn)確度的有效措施。在精車加工的過程中，通常需要進(jìn)行兩次精車加工，并且還要將G92系統(tǒng)的動態(tài)誤差檢測器引入到這兩次精車加工的過程中，機(jī)床的背吃刀量尺寸通常為0.2-0.3mm，這時候就需要測量和調(diào)整精車內(nèi)徑的尺寸，這一步主要是借助精車刀來實(shí)現(xiàn)的，一般需要將背吃刀量調(diào)整為0.25-0.55mm。而由于粗車加工與精車加工過程中都是采用直進(jìn)切割方法，精車刀的刀刃在加工的時候就需要有一定的要求，即要確保其刀刃的寬度與螺紋牙槽的寬度相等。然后需要對精工程序進(jìn)行編制，但是在編制的時候需要將徑向尺寸編制到螺紋的底徑，工程傳動速率需要設(shè)為120-150r/min，最終完成加工工藝。

3　多頭螺紋的加工方法

在目前的數(shù)控車床中，螺紋切削一般有三種方法：

（1）直進(jìn)法易獲得較準(zhǔn)確的牙型，但切削力較大，常用于螺距小于3mm的三角形螺紋。加工方法是在加工過程中對刀具的z軸（軸向方向）不進(jìn)行改變，分次進(jìn)給（直徑方向），來完成螺紋的切削。

（2）斜進(jìn)法在每次往復(fù)行程后，除了做橫向進(jìn)刀以外，只在縱向的一個方向微量進(jìn)給。

（3）左右切削法在每次往復(fù)行程后，除了做橫向進(jìn)刀外，還需要向左或向右微量進(jìn)給。對于加工大螺距的螺紋，多頭螺紋等零件，由于加工面太寬，接觸面大。用直進(jìn)法，對于機(jī)床、具和工件都會產(chǎn)生很大的影響，甚至打刀、飛活和蒙車等現(xiàn)象，所以，只有采取左右車削法來完成。加工方法是通過改變z軸的的方向，也是進(jìn)刀的起始點(diǎn)，來完成對螺紋一個側(cè)面的加工，完了再加工另外一個側(cè)面，最后對兩側(cè)面和底面進(jìn)行修光，這種方法叫做左右進(jìn)刀法，注意是一個側(cè)面一個側(cè)面的加工，這樣以減小刀具和工件的接觸面積，作用是擴(kuò)槽。可一刀左，下一刀右的方法加工。

總之，梯形螺紋加工工藝作為一種新型的數(shù)控加工工藝，可以有效的提高元件生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，對其加工工藝進(jìn)行研究具有重要的意義。因此，為了進(jìn)一步提高其在實(shí)際應(yīng)用中的利用率，研發(fā)人員需要不斷探索簡化這種程序的方法和措施，確保該種加工工藝得到全面的推廣和應(yīng)用。

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