汽輪機低壓內缸大直徑螺紋數(shù)控鏜削加工技術

陳雪

摘 要 論述汽輪機低壓內缸大直徑螺紋M82×3加工的技巧與加工中的注意事項。

關鍵詞 汽輪機低壓內缸；大直徑螺紋；數(shù)控鏜削加工技術

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2015）14-0169-02

1 鏜銑床的螺紋加工

在機械制造中加工螺紋孔的方法有很多種，對于鏜銑削加工機床來說，加工螺紋的方法有很多種，比較常見的是普通攻螺紋、剛性攻螺紋和手動攻螺紋等。

普通攻螺紋 將機用絲錐裝在彈簧夾頭上，固定好。讓主軸低速轉動，手動進給或低進給量自動進給。此種方法，效率低且局限性大，現(xiàn)在數(shù)控機床使用很少[1]。

剛性攻螺紋 現(xiàn)代化的數(shù)控機床中所使用的主軸多為配有主軸編碼器的普通型主軸或是使用伺服主軸，甚至是內裝式電主軸，且結構更緊湊，剛性更好，同時對轉速的控制更為準確。大多數(shù)國外先進數(shù)控系統(tǒng)都具有剛性攻螺紋能力。同時在實際加工過程中，尤其是加工大直徑螺紋孔過程中，還可以使用帶有一定彈性伸縮量的剛性攻螺紋專用的機用絲錐刀具。此種攻螺紋方法效率高，用途最為廣泛。

手動攻螺紋 手動攻螺紋是一種使用人工進行攻螺紋的方法，通常在工廠里都由專職鉗工來完成。這種加工螺紋的方法效率比較低，而且也有很大的局限性，如大直徑螺紋孔的加工，已是人力所不能及的了。

從以上三種加工螺紋的方法的比較來看，不難看出當數(shù)控機床主軸狀況不好，且所加工的螺紋孔直徑較大，超出人力所能及的范圍時，就會遇到很大的難題[2]。在大、重型數(shù)控機床，尤其是使用時間較長和改造后的舊機床，它們所使用的大都是齒輪箱傳動、直流電機驅動，雖仍然裝有編碼器，但是由于直流電動機的品質特性和齒輪箱傳動性能的限制，主軸轉速很難平穩(wěn)，甚至是波動很大。因此，對于這樣的情況，在加工過程中大直徑螺紋的加工就成為難題。

2 大直徑螺紋的鏜削加工

下面以汽輪機低壓內缸大直徑螺紋M82×3、長度75 mm來介紹大直徑螺紋的鏜削加工，如圖1所示。由于本零件為汽輪機低壓內缸的一部分，其整體為配合件，如圖2所示。其各個螺紋孔的深淺不一，位置也不同，加工螺紋主要是為了把合強度和工藝要求，因此，螺紋孔的定位精度和螺紋螺距要準確，同時對螺紋的表面粗糙度也有一定的要求[3]。

工序安排 將工件安放找正完畢后，首先進行把合面的加工；按照圖樣給出的尺寸使用Φ80鉆頭進行鉆孔；鉆完孔后，按照圖樣公差要求再使用鉸刀對一些特定孔進行加工；最后使用組合式鏜孔刀具進行螺紋孔加工，如圖3所示。

加工程序 本文主要介紹大直徑螺紋的加工方法，所以前三道的加工程序省略。下面是M82×3，長度80 mm螺紋加工程序：

N10 R10=82 R11=3 R12=-127 R13=-47（R10=82為該孔在X方向直徑；R11=3為螺紋螺距；R12=-127為螺紋加工起始點的Z方向的坐標；R13=-47為螺紋的終點Z方向）

N20 G17 G64 G90 T3

N30 G00 Z100

N40 M03 S590 F150

N50 Z=R12

N60 G91 G01 G41 D1 X=R10/2

N70 G91 G03 X=0 Y0 I=-（R10/2） J0 Z=R11

N80 R12=R12+R11

N90 IF R12

N100 M01

N110 G01 G40 D0 X=-R10/2

N120 G00 G90 Z100

N130 M17

加工技巧

1）本參考程序為螺紋切削程序，其僅為整個零件加工一部分，需要在鉆完孔的基礎上進行，故在編程時，將其作為子程序來進行調用。并且由于各個孔工件坐標都不同，為了達到通用性，程序使用的是相對編程坐標。

2）為了便于把合，本工件對螺紋的表面粗糙度有較高的要求，故加工時應減少粘刀和毛刺。不難發(fā)現(xiàn)，在參考程序中使用的加工路線是由內而外的。這樣的加工線路尤其是在加工不通孔時可以顯著減少鐵削的粘連，有條件的情況下還可以使用高壓空氣吹洗或是用切削液進行沖洗。

加工中的注意事項

1）對于機床幾何精度，尤其是重復定位精度較差的機床不適合使用本工序安排。

2）本方法耗時較長，加工螺紋效率不是太高，并且本方法需要主軸長時間高速運轉，影響主軸壽命，故它主要適用于因無主軸編碼器或主軸轉速波動較大等原因而不具備剛性攻螺紋能力的鏜銑床。同時所加工的螺紋孔較大，無法使用鉗工進行手工攻螺紋。通常情況下，大、重型機床使用較多，尤其是改造后的舊機床。

3）在程序N100句中的M01為暫停指令。在一般情況下，一道加工工序完成后即可退刀。在退刀時必須取消刀補，而取消刀補的退刀路徑為一斜線，對此種銑削內螺紋且使用的是組合式鏜刀來說，就增加了退刀的危險性。因此，加工完成后為了避免撞刀，先暫停觀察一下，然后選擇按原程序退刀還是手動退刀，尤其是對大、重型數(shù)控鏜銑床來說更是如此。

4）為了更好地排出鐵屑，通常情況下多使用切削液進行沖洗。這樣既可有良好的排屑，又可以延長刀具壽命。但對于沒有油水分離設備或床身、護罩、進給齒輪箱密封不好的機床，尤其是使用靜壓的大、重型數(shù)控機床來說是相當危險的。它會造成靜壓油變質，堵塞油路，使機床陷入癱瘓。因此，大多數(shù)情況下選擇使用風冷，用高壓空氣進行吹洗。

參考文獻

[1]顧雪艷.數(shù)控加工編程操作技巧與禁忌[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007：110-114.

[2]彭家元.汽輪機氣缸螺紋數(shù)控銑削加工[J].金屬加工，

2010（3）：29-32.

[3]俸躍偉，燕凱，于洋.數(shù)控銑螺紋及其航空發(fā)動機上的應用[J].制造技術與機床，2014（8）：110-117.