論數(shù)控車加工工藝技術(shù)分析

萬青紅

[摘 要]現(xiàn)代工業(yè)中已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用螺紋聯(lián)結(jié)與傳動。現(xiàn)以數(shù)控車的螺紋加工工藝方法為切入點(diǎn)，以優(yōu)化螺紋件的生產(chǎn)質(zhì)量。螺紋加工工藝主要包括切削螺紋與滾壓螺紋。首先對螺紋加工工藝方法進(jìn)行了分析，從擠壓加工和切削加工兩方面分別進(jìn)行闡述。最后對應(yīng)注意的事項(xiàng)簡要敘述，以供同行參考。

[關(guān)鍵詞]數(shù)控車;螺紋加工工藝;技術(shù)分析

螺紋指的是在圓柱或圓錐表面，順著螺旋線逐漸形成且具有相同斷面的連續(xù)凸起與溝槽。在實(shí)際的生產(chǎn)加工工藝中，加工內(nèi)外螺旋主要應(yīng)用切削加工和滾壓加工。

一、螺紋加工工藝方法

二維輪廓的橢圓形零件在日常生活中尤其是在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛，但是存在零件加工難度系數(shù)高的問題。目前橢圓形零件比較常見的加工方法有以下幾種：在普通車床上進(jìn)行近似加工;根據(jù)橢圓的形成原理，設(shè)計專用的加工裝置進(jìn)行加工;在數(shù)控車床上利用“虛擬軸”原理實(shí)現(xiàn)橢圓曲線的數(shù)控加工;利用圓弧逼近法、直線逼近法加工等。現(xiàn)只對以直線逼近法（宏程序）加工橢圓進(jìn)行分析。

（一）直線逼近法

數(shù)控車床相關(guān)技術(shù)隨著計算機(jī)自動化技術(shù)的發(fā)展而不斷進(jìn)步，也為橢圓形截面零件的加工帶來了更好的加工方式。就目前的加工技術(shù)而言，各種數(shù)控車床進(jìn)行橢圓加工的插補(bǔ)原理基本是相同的，只是在實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)運(yùn)算的方法上有所差異。實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)運(yùn)算的常見方法主要有圓弧插補(bǔ)和直線插補(bǔ)兩種，目前還不存在橢圓插補(bǔ)。因?yàn)槭艿皆O(shè)備和技術(shù)條件等多方面的限制，目前我們還沒有能力進(jìn)行手工程序編制。一般情況下，我們主要使用擬合運(yùn)算及直線逼近法編寫宏程序來進(jìn)行橢圓加工。宏程序指令目前主要適用于下面三種類型的編程：拋物線、雙曲線、橢圓等沒有插補(bǔ)指令的非圓曲線編程;圖形相同，只是尺寸不同的一系列零件編程;工藝路線一樣，只是位置數(shù)據(jù)不同的系列零件的編程。宏程序同其他編程方法相比不僅實(shí)現(xiàn)了橢圓形截面零件的加工，還簡化了運(yùn)行程序，提高了程序的運(yùn)行速度，同時可以增加數(shù)控機(jī)床的使用范圍。

（二）用戶宏程序法

數(shù)控機(jī)床某項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)主要是靠程序的運(yùn)行。首先將已經(jīng)編好的程序存儲到數(shù)控機(jī)床操作系統(tǒng)中，然后設(shè)定一個簡單的命令來代表該程序，需要時寫入代表命令就可以啟動該程序，這樣的操作簡化了數(shù)控機(jī)床的操作流程，大大提高了工作效率。我們把最先存入數(shù)控機(jī)床的這組程序稱為用戶宏程序主體，簡稱為宏程序;稱代表命令為宏程序命令，簡稱宏命令。這種設(shè)計使工作人員在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床操作時只需記住實(shí)現(xiàn)某項(xiàng)功能的宏命令就行，對煩瑣的宏程序不需要記憶。宏程序最大的優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行變量間的相互運(yùn)算。數(shù)控車床加工橢圓的過程中，操作人員利用宏命令將實(shí)際值賦予某個變量，并可以通過間接賦值和直接賦值的方式對宏程序中的變量進(jìn)行賦值。

二、數(shù)控車螺紋加工流程

本零件是單個的加工器件，工件的毛坯是φ52×65 mm，零件材料使用的是45#，表面的粗糙度經(jīng)過計算后得出Ra=1.6μm，零件的組成主要包括圓柱與橢圓曲面，還有上面的圓弧螺紋。在加工的過程中，如何能對橢圓面上的圓弧螺紋進(jìn)行更加精細(xì)化的加工，是本零件加工的難題之一。上圖零件圓弧螺紋半徑是1.5 mm，螺紋的距離是5 mm，長度則是30 mm。順著長半軸是50 mm，短半軸則是20 mm的橢圓上進(jìn)行加工。經(jīng)過上圖我們可以看到，螺紋的深度是1 mm。該零件進(jìn)行加工的過程具體如下：首先在對零件進(jìn)行加工時，因?yàn)閳A弧螺紋的加工是建立在橢圓面的基礎(chǔ)之上的，所以要首先加工出橢圓面，隨后在橢圓面上進(jìn)行圓弧螺紋的車削加工工藝。然后，因?yàn)樵摿慵膱A弧螺紋相對來說半徑較小，并且深度相對較淺，僅僅是1 mm，所以可以應(yīng)用半徑為1.5 mm的圓弧刀具進(jìn)行加工。

本零件的加工主要應(yīng)用的刀具為圓弧刀，工作人員要準(zhǔn)確把握切削的深度，通常小于0.2 mm。現(xiàn)在所應(yīng)用的FANUC系統(tǒng)的數(shù)控車床，針對橢圓車削的程序指令還未研發(fā)出來，因此在對橢圓面進(jìn)行加工時只能應(yīng)用宏程序編程，局限性明顯。

最后在橢圓面上進(jìn)行螺紋加工時，禁止應(yīng)用G92指令，只可以應(yīng)用G32指令，而且必須用宏程序編程，對其進(jìn)行加工。

本文主要是針對螺紋加工工藝方面，對加工的方法進(jìn)行了闡述，最后還對螺紋加工時的注意事項(xiàng)進(jìn)行了簡要闡述。在對螺紋的常用加工方法進(jìn)行介紹和了解之后，工藝指令的編制就應(yīng)立足整體，對精度的生產(chǎn)類型、裝配技術(shù)以及工藝裝備等因素進(jìn)行全面的考慮。可以按照不同加工方法所具備的特征選取最為科學(xué)的制造工藝，調(diào)整前后工序，力爭最終能達(dá)到裝配的要求，從而可以為實(shí)際生產(chǎn)中的螺紋選擇合適的加工方法，力求用最簡單、最經(jīng)濟(jì)、最高效的方式完成螺紋的加工。

參考文獻(xiàn)：

[1]程叔重. 數(shù)控加工工藝[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2012.

[2]趙藝兵.數(shù)控車床加工工藝分析與設(shè)計[J].中國制造業(yè)信息化，2012（11）：1-14.

[作者單位]

云南省玉溪市玉溪工業(yè)財貿(mào)學(xué)校

（編輯：溫子超）