螺紋銑削在機械加工中的應用探討

唐漢吉+王浩宇+張敏

摘 要：隨著我國工業領域的不斷發展，機械加工行業中的新技術不斷涌現，極大的提升了我國傳統工業產業的改革與發展，并催生了一些新的行業和領域，傳統的機械加工技術面臨著巨大的機遇與挑戰。同時隨著螺紋銑刀技術的推廣和應用，對于大直徑螺紋的機械加工已經不在沿用傳統的大規格絲錐以及車床車銑的方法，采用先進的螺紋銑削的方法可以極大的提升螺紋加工精度和加工效率，并可以滿足一些螺紋孔與基準面形位公差的高標準，因而在現代工業領域中發揮著突出作用。文章基于現實的角度以油缸零件為例系統的介紹了螺紋銑削技術的優點以及應用現狀，希望對我國機械加工領域的進一步發展產生一定的促進作用。

關鍵詞：螺紋銑削；車床加工；機械加工；尺寸精度

中圖分類號：TH16 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）24-0143-02

1 概述

在我國經濟社會全面發展的前提下，機械加工工程作為國民經濟中的支柱產業在促進國民經濟發展中發揮著至關重要的作用，且為了適應機械加工產業中對加工精度、加工效率以及集約化加工提出的要求，新的機械加工技術和設備不斷涌現，有效的解決了傳統機械加工工藝中工序冗長、精度低、加工工作不集中等的問題，保證了良好的機械加工質量和效率，為企業創造了巨大的經濟效益。螺紋銑削技術就是幾代機械人在實踐的基礎上不斷探索出來的新型螺紋加工技術，可以最大限度的實現加工質量和效率的提升，并降低了大批量生產的難度，使得我國的機械螺紋加工技術實現了一次跨越式發展。

2 零件加工工藝條件分析

本文中選擇某型號的油缸零件的加工為例系統的介紹螺紋銑削加工工藝的技術優點和主要的技術流程。圖1為該型號油缸的平面結構示意圖，在工程實際中為了提升機械系統的整體性能并保證使用壽命進一步延長，需要保證螺紋M120×3的中心與B等高線的誤差在0.05mm以內，且該油缸在安裝完成后和實際使用中不能出現漏油問題，否則必須重新更換部件并重復加工銑削過程。

3 傳統的螺紋加工工藝的缺點

在傳統的工價螺紋加工過程中通常使用到以下兩種加工技術：（1）加工中采用車床車削Φ110H7孔、M120×3螺紋，再

通過芯軸找正孔中心銑削B基準面；（2）首選精銑B面，然后粗、精鏜Φ110H7孔和M120×3底孔，再在車床上找正內控車M120×3螺紋。從加工工藝精度和加工效率來講，這兩種加工工藝均存在明顯的缺陷，一是螺紋孔與B面等高線之間的加工誤差保持在0.05mm以內較為困難，且實際加工質量時常會收到機床、刀具以及人為因素的影響而導致加工誤差遠遠超過設計值，從而使得加工誤差限難以保證；二是在該加工過程中的待加工工件需要一個一個的尋找正芯軸和內孔才能完成所有的加工任務，加工步驟過于繁瑣，工序冗長，且無法進行集約化生產和大批量加工，執行難度較大，效率也普遍較低，遠遠無法滿足當前我國機械加工領域的發展需求，因而更不適合大批量生產。

4 螺紋銑削工藝探討

4.1 螺紋銑刀

目前工程中常用的螺紋銑刀主要有普通機夾式螺紋銑刀、整體式螺紋銑刀、帶倒角功能的整體螺紋銑刀以及螺紋鉆銑刀等四種，這四種銑刀各具功能和應用范圍，在實際應用中應該注意進行甄別和選擇。其中普通機夾式螺紋銑刀最為普遍，應用范圍也最廣，它的結構和功能與一般的機夾式銑刀類似，應用領域也較為相同；整體性螺紋銑刀整體結構設計較為緊湊，技術含量較高，相應的加工精度也較高，因而比較適合加工精細、小巧的工件類型；帶倒角功能的螺紋銑刀與普通的整體螺紋銑刀較為類似，其最突出的特點就是在切削刃的根部或是端部有倒角刺，可以在正常加工的同時加工出螺紋部位的倒角，因而適合特殊情景下的螺紋加工；螺紋鉆銑刀比較適合加工中、小型的機械零部件，且加工效率較高，在現實中應用較為廣泛。

4.2 螺紋銑削的基本工作原理

所謂的銑削就是采用旋轉的多刃刀具對待加工的工件進行定向加工，是一種較為常見和高效的機械部件加工方法。在加工過程中可以是銑刀移動工件靜止或是銑刀靜止工件移動，以第一種情況為例，銑刀在做圓周運動（主運動）在工件上產生螺紋的同時還做垂直勻速運動（給進運動），使得工件螺紋的間距保持一致，從而保證銑削質量，防止出現螺紋分布不均的問題。銑削用的機床有臥式機床和立式機床等兩種，同時還有龍門式機床，同時數控技術的研發與應用極大的提升了螺紋銑削的精度和效率，提升了企業的運行效率，并創造了巨大的經濟效益。但是數控機床的研發和使用也對技術人員的綜合素質提出了更高的要求，必須掌握先進的編程技術，進而提升螺紋銑削精度。

4.3 螺紋銑削的技術優勢

螺紋銑削技術的應用極大的改善了傳統銑削加工工藝中存在的主要技術問題，改善了施工工藝，并使得銑削質量得到了明顯提升。總結來說，螺紋銑削主要有以下幾個方面的優勢：首先，螺紋銑削中各個銑刀周期性的參與到工件的間斷切割當中，大大降低了銑刀的磨損程度，提高了銑刀的使用壽命，同時這種銑刀的周期性切削有利于提高工件的加工精度和螺紋內的平整度，有助于延長工件的機械性能；其次，每個刀尺在切削過程中的切削厚度是連續變化的，避免了一次性切削所帶來的誤差問題，通過這種連續不斷地銑削可以幫助技術人員隨時掌控銑削質量；最后，每尺的給進量是一個定值，即銑刀每轉過一個刀尺的時間內工件的位移量是固定的，從而保證了相鄰刀尺之間的距離誤差保持在一個很小的范圍內，從而使得銑削質量大大增加。同時刀具的通用性較好，一把刀具可加工與刀具相同螺距和齒形的任意直徑的外螺紋及比刀體直徑大的內螺紋。免去了使用大量不同類型絲錐的必要性，減少加工中刀具的使用。

5 螺紋銑削在機械加工中的應用

5.1 加工方案的預定

本文以某設備型號油缸部件加工為例系統的介紹螺紋銑削加工在工程實際中的應用和編程方法。油缸部件的平面加工圖如圖1所示。endprint

本工作中選用立式和臥式加工中心作為銑削的主要設備，其中立式加工中心是一種帶有刀庫和自動換刀功能的高度自動化的多功能螺紋加工設備，主要適用于加工板類、盤類、模具和小型殼層類等復雜工件；臥式加工中心是針對立式加工中心的工作性質和狀態來命名的，是一種主軸為水平狀態的加工中心，主要包含3到5個加工坐標，常見的是三個運動坐標加一個回轉坐標，常用來加工箱體類工件，加工過程方便，但是價格較高。

具體的加工方案設計如下：

（1）精銑削B面。

（2）以B面為基準裝夾，然后粗、精鏜Φ110H7孔和M12

0×3底孔，銑M120×3螺紋。

5.2 新工藝的優點

（1）以B面為基準進行裝夾，便于支撐和壓緊，同時可以保證基準面的穩定可靠，有助于提升加工精度，降低誤差；同時定位基準和設計基準相重合，使得刀具的位置確定更具數據參考價值，防止出現較大的定位誤差。（2）整個加工過程都在一臺機床設備上進行，中途不需要更換加工平臺，從而基準孔和螺紋孔的加工精度更高，工藝可行性良好，可用于大批量生產。（3）刀具選用的是更加先進的符合涂層，刀具和銑床的使用壽命更加持久，同時一把刀具可以滿足不同尺寸和精度的內、外螺紋加工要求，因而具備更加廣泛的應用前景。

6 結束語

綜上所述，隨著機械加工工藝技術的改進和發展，螺紋銑削工藝技術在機械加工中的應用范圍越來越廣泛，并在很大程度上解決了傳統的銑削工藝的弊端，極大的提升了機械加工的精度、效率和質量，為企業創造了巨大的經濟效益的同時也提升了機械設備的整體性能和使用壽命，成為當前機械加工領域中的重要應用技術之一，可以遇見的是未來螺紋銑削加工工藝將得到越來越廣泛的發展和應用，同時更好的掌握螺紋銑削加工工藝和編程加工技術也顯得十分必要。

參考文獻：

[1]付宏哲，孫林林，李偉鋒.螺紋銑削在機械加工中的應用[J].機械工程師，2015（02）：152-153.

[2]曾林林，周利平，趙曉會，等.鋁合金Al7075-T651螺紋銑削力仿真分析與實驗研究[J].成都工業學院學報，2014（04）：21-24.

[3]曾林林，周利平，廖世超.基于3D模型的螺紋銑削加工仿真有限元分析[J].四川理工學院學報（自然科學版），2014（05）：47-52.

[4]楊輝，萬海鑫，張宣升，等.基于螺紋銑削數控宏程序的優化設計[J].制造業自動化，2012（21）：26-29+39.

[5]趙壽寬，姬旭.螺紋銑削加工工藝探討[J].科技創新導報，2012（15）：75+77.

[6]鄭海菠.三自由度高速混聯內螺紋銑削機床研究與開發[D].西安理工大學，2010.endprint