數(shù)控車床上螺旋槽加工

任士明

摘 要：在工程機械中許多軸套類零件都設(shè)有螺旋槽，螺旋槽的應(yīng)用非常普遍，其加工方法的探索也就變得必要。本文就數(shù)控車床上過油孔螺旋槽加工及無進刀槽螺旋槽的加工進行了探討，闡述了數(shù)控加工柔性高，適應(yīng)性強的特點，及采用數(shù)控加工時可靠的加工程序一定要與合理的工藝相結(jié)合。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；螺旋槽；加工

中圖分類號： TG519.1 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）17-163-2

1 數(shù)控車床上過油孔螺旋油槽加工

在工程機械上，許多軸套類零件的內(nèi)孔中增設(shè)有油槽。對于此類產(chǎn)品的加工，傳統(tǒng)的加工方法是單件生產(chǎn)一般采用先進行鉗工劃線，隨后用油槽鏨子把螺旋槽剔出來，當批量生產(chǎn)時多采用專用機床來進行加工。在普通車床進行此類螺旋槽加工時，軸套的螺旋槽部分易被車通，導(dǎo)致工件產(chǎn)生變形，從而影響零件的使用性能，隨著加工設(shè)備數(shù)控化程度越來越高，數(shù)控加工逐漸取代傳統(tǒng)加工。采用數(shù)控車削方法來加工螺旋槽，對零件的加工柔性高，適應(yīng)性強，能確保零件的加工質(zhì)量及經(jīng)濟效益。下面以過油孔螺旋油槽的加工為例，簡述此類零件在進行數(shù)控編程和數(shù)控加工方面的思考與體會。

圖1為軸套，內(nèi)孔加工完成，軸套內(nèi)有3個4mm寬環(huán)槽已加工完成，?4mm油孔已加工完成，現(xiàn)需要加工內(nèi)表面上的螺旋油槽，且螺旋油槽起始于一端環(huán)槽，終止于另一端環(huán)槽，且過中間環(huán)槽上的?4mm油孔。

以最后一刀精加工編程闡述螺旋油槽的加工方法為例：

首先，準備一把R1.5的半圓頭內(nèi)螺紋車刀，裝刀后進行對刀操作（X向刀具補償值放在“形狀補償”頁面內(nèi)。

其次，工件坐標系零點設(shè)在工件右端面中心，刀位點選在刀頭圓心位置。螺旋油槽起于右端環(huán)槽，止于左端環(huán)槽，其程序如下：

至此螺旋線已經(jīng)加工完成。

第三，此時螺旋線有可能沒過指定油孔，為保證螺旋線正好過油孔，可在上面G32后加入Q值。Q值指超始角，指主軸一轉(zhuǎn)信號與螺紋切削起始點的偏移角度。取值在0～360000（單位0.001度）范圍內(nèi)。Q值為非模態(tài)指令，每次使用時都要在程序段中指定，否則默認為0度。

Q值使用的注意事項：①當狀態(tài)參數(shù)NO197bit0為1時，Q值無效，此時螺紋的起始角度可以直接用C地址指定；②如果不指定Q值，即默認為起始角為0度；③由Q定義分度值而形成的多頭螺旋總頭數(shù)小于65536頭；④由于Q的單位為0.001度，因此若與主軸一轉(zhuǎn)信號偏移135度，需要在程序中輸入Q135000，如果在程序中輸入Q135或Q135.，均認為是0.135度。

第四，Q值確定，選擇主軸較低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，在空走刀狀態(tài)下找到讓螺旋槽通過油孔，將該刀X向退出5mm，試運行，觀察刀頭是否通過油孔。如不通過，通過逐步增大Q值來調(diào)整，直到刀頭經(jīng)過油孔為止。

Q值確定后，可對螺旋槽進行正式切削加工，通過不斷減少刀具的X向刀補值來車螺旋油槽，直到磨耗頁面內(nèi)相應(yīng)號內(nèi)的值為-3.0為止。最終保證螺旋油槽起始于一端環(huán)槽，終止于另一端環(huán)槽，且過中間環(huán)槽上的?4mm油孔。

2 數(shù)控車床上無進刀槽螺旋槽加工

在臥式車床上進行螺旋加工時，是通過調(diào)整交換齒輪來實現(xiàn)所需要螺距的加工。如需在一個零件上進行不同螺距的螺旋加工，則只能通過分別調(diào)整不同的交換齒輪進行不同螺距段的加工，這就需要操作工人有較高的操作水平，并且，手工進行螺旋加工的勞動強度大，精度不高，最終還需要由鉗工進行修整。而用數(shù)控機床進行加工時，不需要調(diào)整交換齒輪，數(shù)控機床是由編碼器來控制螺旋加工的入刀點。在臥式車床上進行螺旋加工需要有進刀槽和退刀槽，而在數(shù)控機床上加工螺旋則可以沒有退刀槽，只需進刀槽即可，因為在數(shù)控機床上進行螺旋加工時由數(shù)控編碼器來控制每次加工的入刀點。主軸一直旋轉(zhuǎn)，在走刀方向上不做任何運動，直到找到入刀點的位置時，在走刀方向上才開始運動，因此在數(shù)控機床上進行螺旋加工時需要有進刀槽。而我們要加工的螺旋槽只有一小段橫槽，沒有真正意義上的進刀槽，也沒有退刀槽如圖2所示，下面介紹我們是怎么加工的。

下圖工件外圓及兩端面已車削完成，并在兩端銑出了兩條寬10mm的橫槽，現(xiàn)需要加工螺距為20mm的圓弧螺旋槽，且加工過程中不能損傷工件表面，因此入刀點與出刀點應(yīng)在橫槽部位。

此螺旋槽與前面的內(nèi)螺旋槽不同，此槽為外槽，無退槽，只在兩端開有圓心角為65.72o的橫槽，而非環(huán)槽，如再按上述方法入刀，將出現(xiàn)撞刀。此槽加工難點為如何從橫槽入刀，進行螺旋槽加工。此時利用數(shù)控車床柔性加工的特點進行連續(xù)螺旋加工。

因此可采用1/8端面螺紋切入的方法入刀。

在數(shù)控機床上進行螺旋加工時由數(shù)控編碼器來控制每次加工的入刀點。主軸一直旋轉(zhuǎn)，在走刀方向上不做任何運動，直到找到入刀點的位置時，在走刀方向上才開始運動，因此，在入刀位置應(yīng)該有一個退刀槽。上圖只提供了兩橫槽，這就需要入刀點控制在橫槽部位，從圖可知：橫槽的圓心角為65.72o，小于90o，而大于45o，所以采用1/8端面螺紋切入的方法入刀，再進行軸向螺紋的切削，要完成上圖所示螺旋槽的加工，首先要通過1/8端面螺紋切削入刀，再進行螺距為20mm的軸向螺旋加工。首先，將工件裝卡好，建立工件坐標系，編制一段端面螺紋（例如：G33 U-10.000 I80.000）的加工程序，X向盡量接近工件表面，執(zhí)行程序，觀察螺紋切入點位置，可標識在卡盤相應(yīng)位置，重新裝卡、找正工件將橫槽入口對準卡盤標記。

數(shù)控車削以其柔性高，適應(yīng)性強等特點，可通過改變程序?qū)崿F(xiàn)對不同形狀，不同尺寸零件的加工，且精度高，質(zhì)量可靠，能滿足零件批量生產(chǎn)的要求。 數(shù)控加工與傳統(tǒng)的機械加工相比質(zhì)量更穩(wěn)定，效益更高。通過加工實踐證明，在數(shù)控機床上加工出合格的零件，不但需要有合理的加工方案和可靠的數(shù)控程序，還需注意以下事項：

①選擇成型刀具進行切削加工。②套類零件進行裝夾時，夾緊方向合理，夾緊力要適當，防止工件變形。③對刀過程中，X軸方向以刀尖為刀位點進行對刀，Z軸方向以刀頭圓心為刀位點進行對刀。④特別要注意螺旋加工時的切入切出方式，不管進刀還是退刀都應(yīng)以螺旋線方式切入切出。⑤螺旋槽的加工為大導(dǎo)程螺紋加工，需要合理選擇每層切深和轉(zhuǎn)速。

參 考 文 獻

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