空間角度螺紋孔的加工方法

李培超，郝鵬

寶雞法士特齒輪有限責任公司 陜西寶雞 722409

隨著汽車制造業的發展，變速器殼體類零件的結構變得越來越復雜，具有空間角度的螺紋孔出現在了很多殼體類零件上，要加工這些螺紋孔，就需要增加專門的工序，存在以下問題：①需要臥式加工中心加工，導致設備成本增加；②需要專用的夾具，導致夾具成本增加；③人員成本增加。這些問題導致零件成本增加，在市場競爭日益激化的時代，如何實現工藝最優，降低制造成本，已經提上日程。

為了解決以上問題，利用萬能角度側銑頭，在三軸設備上改變刀具旋轉中心線，將具有空間角度的螺紋孔加工出來，成為急需解決的問題。以加工一個離合器殼體側面的2-M8螺紋孔為例（見圖1），從設備信息確認、側銑頭調試、程序編制三個方面，介紹利用萬能側銑頭在三軸設備上，加工具有空間角度螺紋孔的方法。

圖1 待加工的離合器殼體側面螺紋孔

該加工過程采用的設備是三軸聯動立式加工中心，其中側銑頭為萬能角度頭，螺紋孔參數是2-M8，有效深度20mm、底孔23mm，角度為X-Y面80°，Y-Z面40°。

設備信息確認

1.設備行程確認

（1）XY行程確認 在立式加工中心上，對離合器零件進行加工，由于是加工側面的螺紋孔，角度頭在加工過程中會超出工作臺面，需要確認設備的X軸和Y軸行程距離，通過查閱設備資料，其行程為X=1400mm/Y=800mm，理論計算后，行程滿足加工要求。

（2）Z軸行程確認 由于角度頭側面尺寸大，如要需要加工的孔系與工作臺的距離小，則可能會產生干涉，查閱設備資料，設備的Z向行程為825mm，滿足側銑頭的使用要求。經過現場驗證，角度頭與設備及夾具無干涉現象。

2.刀庫信息確認

側銑頭在加工過程中，由于要在刀庫中循環，因此側銑頭在換刀和刀庫中循環過程中，與設備不能發生干涉，需要對換刀過程及刀庫循環過程進行確認。

（1）換刀 角度頭不同于常用的加工刀具，其長度和直徑都有所變大，經過測量及現場驗證，換刀過程中，側銑頭與機床護板無干涉。

（2）刀庫 如圖2所示，立加在運行過程中，刀庫中的刀具在不停的循環轉動，側銑頭進入刀庫后，需要確認其不會與刀庫護板產生干涉。為了避免與其他刀具干涉，需要對其進行“大刀設置”。

圖2 刀庫中的側銑頭

側銑頭調試

（1）側銑頭安裝 如圖3所示，側銑頭使用時，需要先對其進行定向。將定向塊安裝在主軸一旁的螺紋孔內，然后將側銑頭安裝在立加的主軸上，將側銑頭的定位裝置卡在定位塊內，檢查定位裝置與定位塊間隙在0.5～1mm之間。

圖3 對側銑頭進行定向

（2）側銑頭找正 側銑頭在加工之前，要先調整好角度，再進行加工找正，否則，加工出的孔徑會出現橢圓、亂牙、位置錯亂等情況。角度調整時，需要計算所加工孔系的空間角度，按照計算值進行調整。對刀具進行找正時，不僅要進行動態找正，將側銑頭按照加工軌跡行走，監控刀具的跳動值，而且要對側母線和下母線進行找正。

用百分表找正側銑頭的側面在0.02mm以內，然后將角度頭角度對零。將側銑頭的角度進行調整，繞Z軸旋轉310°，繞Y軸旋轉80°。如圖4所示，用百分表打在找正桿的側母線上，然后設備按照M8螺紋底孔D6.8的鉆孔軌跡路線走，百分表讀數控制在0.03mm以內，方可認為合格。

圖4 側銑頭側面角度調整

如圖5所示，用百分表打在找正桿的下母線上，然后設備按照M8螺紋底孔D6.8的鉆孔軌跡路線走，百分表讀數控制在0.03mm以內，方可認為合格。

圖5 側銑頭底面角度調整

（3）側銑頭鎖緊 先將上面的一圈螺紋鎖緊，再將側面的M10螺紋鎖緊。主軸帶動側銑頭轉動，無異響，且手可以轉動角度頭。

程序編制

由于是空間角度的孔系，人工無法編制程序，通過NX10.0編制加工程序。對于螺紋孔，要先用鉆頭鉆螺紋底孔2-D6.8，再使用螺紋銑刀，加工螺紋。

（1）鉆孔程序 如圖6所示，進入鉆孔程序模板，使用“垂直于矢量”命令，使刀軸與所加工的D6.8孔軸線平行。使用“啄鉆”命令，生成的加工程序為G01格式（不能使用鉆孔循環命令）。

圖6 鉆孔程序模板

（2）螺紋銑孔程序 如圖7所示，使用螺紋銑刀，加工2-M8螺紋孔。在程序編制時，使用半徑補償命令，刀具磨損后可以及時調整尺寸，使孔徑尺寸更加穩定。使用順銑命令，以保證螺紋的加工質量。M8螺紋孔的深度為20mm，在銑孔時，需要2刀加工。為了避免由于截刀帶來的質量問題，合并1個螺距。

圖7 螺紋銑孔程序模板

結語

本文通過設備信息確認、側銑頭調試、程序編制三個方面，介紹了空間角度螺紋孔的加工方法及步驟。通過以上方法，可以加工出具有空間角度的螺紋孔，不僅減少了工序，降低了成本，也為后期零件的智能及高效加工奠定了基礎。