曲形零件的螺紋加工對照

劉文寬， 李景慧， 盛玉華

（齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司，黑龍江 齊齊哈爾161005）

0 引言

螺紋聯接是機械結構中常用的基本要素之一，對于形狀不規則零件的螺紋加工，車床裝卡及找正比較困難。例如圖1所示工件，一端內孔有螺紋結構，如果想用車床直接加工，有著2個最基本的問題相制約：首先無法正常進行四爪卡盤裝卡；其次沒有找正基準及供中心架使用的位置。這時候我們加工方案的基本思路就是用制作工裝的方法，來進行零件的螺紋加工。但如果生產的是單件，制作的工裝又比較復雜，其成本高且制作周期較長。此時可以考慮用數控銑床進行螺紋加工。以圖1零件為例，我們做了兩種螺紋的加工方案，分別為制作工裝在車床上加工和在數控銑床上直接加工，進行對比，分析它們的加工工藝性、效率、質量、成本。

圖1 形狀不規則零件

1 零件結構及加工要求

首先我們分析零件結構及設計給定要求，從圖2可以看出工件長度625 mm、高度320 mm，左端有一R70H6的半孔，右端螺紋規格M80×6、有效長度225 mm，在距中心線45+0.1

0尺寸有一φ40H7孔貫穿螺紋，螺紋中心線對全長左端面有垂直度φ0.02 mm的要求；從圖3可以得出零件寬度135 mm。

圖2 零件結構一

2 車床加工方案的確定

我們根據零件結構可以明顯看出，此零件如果在車床進行螺紋加工需要有5個技術加工難點需要考慮，分別為：1）工件裝卡問題，2）如何確定工件找正基準；3）中心架如何合理的使用；4）螺紋軸向中心線對全長左端面φ0.02 mm如何保證；5）φ40H7 通孔與螺紋加工相互影響精度。

圖3 零件結構二

分析出困難所在，我們一一解決，為解決零件裝卡、找正、合理使用中心架等問題，可以使用一種直接定位加工的工裝，并使用可調整架套，以便于合理使用中心架，含零件的加工工裝簡圖如圖4所示。

圖4 加工工裝

工裝主要由7部分，共計46個零件組成，工裝的使用方法如下：

1）首先待加工零件的機臺要自車卡盤，自車的卡盤做為一個基準平面，然后使用莫氏5號錐度的定位芯軸1安置在主軸內，自車芯軸1與彎板2配合部位，間隙為0.02mm。

2）通過芯軸1定位及4-M24 T型槽螺栓將彎板把合在卡盤上，要求彎板與卡盤之間間隙小于0.02 mm。

3）將工件安置在彎板上，工件與彎板所接觸部位均要求間隙小于0.02 mm，并用芯軸7定位，通過壓板，將工件緊固在彎板上。

4）上架套，通過螺栓來調整架套。

因為工件安置到工裝上之后不進行找正，而是通過銷軸7及兩個面定位，所以工裝的制作精度要求很高。各接觸面需要刮研，要加工的零件到達此序時要留相應的工藝臺面，其各接觸面相應的平面度及垂直度均要達到0.01 mm以內，否則是加工不出圖紙給定要求的零件的。考慮到螺紋貫穿的φ40H7孔，如先于螺紋完成，在生產螺紋時會有斷續切削現象，加工過程中可能會讓刀；后于螺紋加工，孔周邊的螺紋會產生變型，修復困難。考慮到這些，我們決定先加工孔，然后鑲裝工藝芯軸7兼之定位，這樣定位及補償螺紋加工就都照顧到了。

3 數控銑床的加工

只要是三軸聯動的數控銑床均可，我們的方案選用數控銑床（BMTCNC110）加工中心，此機床由齊二機床（集團）有限公司于2008年引進羅馬尼亞技術制造而成，屬于臥式數控銑鏜床，采用的系統為SIEMENS840D，在加工螺紋過程中X、Y、Z三軸聯動，用來加工圖示零件時，安卡、找正都比較簡單，但是為了防止斷續切削加工帶來的螺紋不連續性，仍使用補償芯軸，在加工時只需編寫如下程序：

M4S110

G54G90G1X0Y0Z0F1500

G1Y11.37 F30

G2Y11.37 X0 J11.37 IOZ444 TURN=73

G1X0Y0

G0Z300

=eof

4 結語

通過對照方案及實際加工結果，可以很明顯得出：用數控銑床加工此零件的螺紋，相對于車床加工來講，極大程度上提高了工作效率和加工質量，降低了工人的勞動強度，加工過程中安全可靠。雖然數控銑床的小時單價較高，但相對于制作工裝的成本及綜合考評，卻是很大程度上降低了費用的支出，所以在數控技術日益多元化的當代，用傳統的加工方法較為困難時，不妨考慮一下數控技術。