機械螺紋類零件的數控機床加工技術分析

冷默

摘 要：目前中國科學技術水平的發展十分迅速，尤其是在數控機床的零件加工方面突飛猛進，在零件生產工藝方面發揮著重要作用。數控機床加工技術廣泛應用于航天、汽車、輪船、建筑等，很多地方都能夠看到數控加工技術的產品。借助數控機床加工技術，加工出機械螺紋類零件，可以提升零件整體的質量，更好地投入到使用當中去，既減少了生產成本，又提高了生產效率，獲得了更多的經濟利益。本文著重介紹了數控機床加工螺紋類零件的工藝。

關鍵詞：數控機床 機械螺紋零件 技術 分析

中圖分類號：TG502 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）11（b）-0086-02

在國家的社會生產中，永遠都離不開機械零件的使用，它們就好比是人類身體里的細胞，只有它們的存在，才能構成一個完整的建筑作品。在制造業中，不光要有零件的存在，更為重要的是要注意零件的精度，對于機械螺紋零件的加工來說，零件加工的精度對于機械的使用壽命起著至關重要的影響。在實際的生產當中，零件的加工精度向來都是重點的考慮因素，所以，可以使用數控機床加工工藝，這種生產加工工藝不僅優化了零件生產的工藝過程，同時也大大提高了零件的使用質量，既提高了零件的生產效率，也提高了人們的工作效率，一舉多得[1]。

1 數控機床加工技術簡介

數控技術已經在國際上迅速地發展起來，成為了零件生產的主要技術。目前世界上存在的數控加工設備的種類有很多，除了人們所熟知的數控車床、數控銑床、數控沖床，還有各種柔性制造單元等。所謂數控技術，就是應用數字電子信息將零件具體的生產過程、工藝參數、機床的運動以及刀具位移量等數據操作程序編程到程序單上。數控系統的種類也有很多種，在進行程序編寫時，編程人員會根據零件樣圖的要求、零件的幾何形狀、尺寸精度要求等內容進行分析，來確定加工方法，選擇一個最合適的加工路線；然后根據零件的樣式進行數學計算，來獲得刀具運行軌跡的數據；并確定機械螺紋類零件的基準以及坐標系，將零件進行定位，將編制好的程序輸入數控系統，由數控系統控制機床自動的實現零件的加工[2]。在機械螺紋類零件生產中，應用數控機床加工技術與傳統加工技術相比較，在實際中可以大大提高螺紋零件的加工效率，使得加工工件的質量、精度都有了很大的提升。

2 數控機床加工螺紋零件的工藝

對于機械螺紋類零件來說，加工時應特別注意螺紋零件的工藝處理。對于加工的工件來說，應該進行集中的引注，做好尺寸測量以及坐標式的建立，對其中所有的點、線、面尺寸以及位置，都需要以編程的原點為基礎，在標注時可以采用局部分散的標注法，這樣做是因為在數控加工過程中不會產生較大的累積誤差，且在數控加工技術中，其刀路也應該盡量的簡單，由于機械螺紋類零件加工不存在輪廓誤差，所以在數控加工過程中，需要保證零件的直線輪廓要平行于坐標軸，這樣可以更好地提高機械螺紋類零件的加工精度，保證加工工件的質量[3]。

2.1 數控車床加工螺紋零件

在用數控車床加工螺紋零件時，刀具的進給不是通過機械傳動鏈實現的，而是通過編碼器數控系統控制主軸的進給驅動裝置操控刀具架的運動從而來實現螺紋加工。主軸通過轉動，數控系統檢測到轉動信號，然后控制電動機的進給，按照螺紋事先所要求的比例關系，車床會切削出符合要求的螺紋。當主軸轉動時，編碼器與主軸會一起旋轉，發出相同的脈沖信號，當數控系統檢測到信號同步時，開始進行切削，否則機床處于等待狀態。而車床加工的主要技術特點是數控車削環節，所以對于刀具的材料以及刀具結構都有著嚴格的要求，車鑄鐵材料上的螺紋用YG類硬質合金，車鋼件材料用YT類硬質合金，該材料的刀具既適合粗加工又適合精加工，是車床加工的主要刀具。而在具體切削時，一定要特別注意切削用量，主軸的轉速不可以隨意的更改，當轉速S與F值的乘積大于軸向進給限制值時，系統會自動報警，有些系統會將機器的導程變小，可能會損壞零件，有的刀架甚至會撞到卡盤上，危險性比較大。另外，在車削時一定要保證工件安裝的牢固平穩，有的工件自身剛性不足，在車削時受到較大的外力，而改變了工件原本的狀體，導致零件制作的失敗。此時可以采用尾座頂尖等，來增加工件的剛性。總的來說，車削機械螺紋零件具有特殊性，不僅程序要編程的合理，還要考慮到車削的材料、參數等因素，才能保證零件的完好性。

2.2 數控銑床加工螺紋零件

常見的螺紋銑刀類型有整體式螺紋銑刀、螺紋鉆銑刀、普通機夾式螺紋銑刀等，工作時需要多次走刀才能切割出螺紋的形狀。螺紋銑床通過數控機床的三軸聯動，通過螺紋銑刀反復插進螺旋銑削而完成的。螺紋銑削具有加工效率高、安全性高、操作簡單等特點。螺旋銑削的軌跡是一螺旋線，與一般的數控銑削相同，螺紋銑刀一開始可以采用四分之一圓弧或者直線切入，在X軸與Y軸水平方向進行圓弧插補的同時，在Z軸方向上進行直線的插補。主軸轉速和進給量與螺紋之間的螺距并沒有很大的聯系，與一般的螺紋加工中進給量與轉速的關系有著很大的區別，其加工的速度與銑刀進給量可以進行隨時的調控，以達到最佳的切削效果，以此來保證工件的質量。

3 數控機床加工螺紋零件的具體步驟

在完成圖紙設計、程序編寫、道具選擇以及工件選擇等步驟之后，工作人員就能夠借助于數控系統，操作數控機床來對螺紋類零件進行進一步的加工。從工件設計圖紙層面而言，需要根據相應的施工要求來加工零件，同時在應用數控技術加工螺紋類零件的具體過程當中，為了改進螺紋零件加工的精度，需要在設計圖紙的時候，詳細標明精度方面的尺寸。除此之外，在加工之前的編程環節，應當盡可能預留一定程度的余量，這樣一來就能夠在加工的時候靈活補償機械間隙，并且盡可能一次裝夾就順利實現端面的加工。在螺紋類零件加工環節，工作人員應當應用計算機來編寫完善加工程序，借助于自動編程來實現零件數控加工。這是因為通過應用計算機的識圖編程，一方面可以有效改進編程準確程度，避免出現各種錯誤，另一方面還可以最大限度控制加工過程當中可能出現的誤差，從而合理科學確定走刀的具體路線。只有這樣才可以確保螺紋零件加工的精度。數控機床的加工環節，對于那些適合進行數控加工的步驟，需要認真細致地分析零件圖樣以及相關的工藝，并且在此基礎上選擇最合理以及最效率的數控加工步驟，根據設計圖紙，事先設計完善走刀的路線，并且將走刀的路線落實到設計圖紙，在此過程當中還需要最大限度減少編程所需要的步驟。應用數控機床技術加工螺紋零件的時候，工作人員還需要兼顧數控系統自身存在的缺陷以及不足，從而盡可能避免問題的出現，在保證工件加工質量的基礎上，不斷提高零件加工的效率。

利用數控機床加工技術已經成為了國際上加工螺紋零件的主要工藝技術，在有限的時間里，數控機床加工技術可以有效地保證零件的生產數量，大大提高了螺紋零件的生產效率。另一方面，不僅提高了產品的綜合性能，還能夠在加工過程中利用一些輔助的程序，制作出更為細致、優化的螺紋零件，這是傳統機床所無法替代的，相信在不久的將來數控機床加工技術將會有更為廣闊的發展前景。

參考文獻

[1] 白李平.機械螺紋類零件的數控機床加工技術分析[J]. 同行，2016，1（7）：92-93.

[2] 穆寧.機械螺紋類零件的數控機床加工技術探討[J].中國新技術新產品，2016，3（18）：69-70.

[3] 鄒琰.機械螺紋類零件的數控機床加工技術[J].才智， 2016，5（28）：90-91.endprint