機械螺紋類零件數控機床加工工藝研究

江蘇省無錫技師學院 劉江飛

前言

現代加工技術需要前沿技術提供良好保障，在質量與產量要求持續提升過程中，民眾在機械制造活動方面的管控工作日益精細。所以生產部門應該制定合理措施、采用合理技術設備為產品精度提供保障，進而充分強化產品質量。在傳統加工活動過程中，技術標準主要采用質量生產體系，為產品加工提供依據，具有使用周期長的特點，需要投入大量人力。在制造業不斷朝著智能化方向發展過程中，數控機床在機械加工領域中的地位日益提升，可以充分取代傳統生產模式[1]。

1 數控機床技術概述與發展現狀

1.1 數控機床技術概述

在制造業中，數控技術具有關鍵地位，在零件加工中屬于關鍵工藝。以本質角度分析，數控技術主要是借助數字電子技術設定與優化加工活動中的參數，另外根據計算機編程充分控制生產活動中機床行進參數。數控系統具有非常多的種類，開展編程工作時，一般結合零件尺寸與精度開展劃分工作，進行最佳加工路線設計。另外，還應該結合零件樣式建立零件模型，確保刀具移動滿足零件加工標準。與傳統加工技術對比能夠發現，數控機床在生產效率與精度等方面均具有較大優勢，也是制造領域必然發展趨勢[2]。

1.2 數控機床發展現狀

在電力、汽車以及其他現代工業行業中，數控機床具有廣泛應用，一些科技產品，比如數字通訊以及機電一體化等方面產品均需要數控機床提供保障。數控機床制造與應用在各個領域中的影響力日益增大，尤其在我國，一些企業開始認識到要想充分提高自身核心競爭力就必須強化產品質量，雖然我國的數控機床快速發展，然而與國外西方數控機床技術相比仍存在一定差距?，F階段，我國市場中，經濟型數控機床的占比較大，20世紀90年代之后我國才開始普及以及應用數控機床，在高級型數控機床方面，因為具有較高的成本，所以在現代工業初期階段沒有大量應用，所以擴大此種數控機床是我國工業領域主要發展趨勢。對于機械螺紋零件加工數控機床來講，其屬于高效、專用特殊機床，相比于普通機床具有較大區別，要求具有良好加工精度、自動化水平與切削效率，借助對此類數控機床展開優化與革新，可以充分提高機械螺紋零部件加工效率，同時也可以充分提升現代工業實際生產效率。所以，深入探討此類數控機床的加工技術具有重要意義。

2 數控機床在螺紋零件方面的加工原理與加工過程

2.1 數控機床在螺紋零件方面的加工原理

在工業化發展過程中，螺紋零件具有重要作用，其也獲得廣泛應用，另外還具有豐富的應用類型，比如外螺紋、內螺紋以及單線螺紋等。在機械零件加工活動中，應該對螺紋零件工藝技術予以足夠關注。特別在建立坐標系過程中，需要集中開展引注作業，有效測量尺寸。合理定義各個面、線、點位置與尺寸。此過程中的基礎就是編程原點，開展標準工作時，選擇局部分散方法，防止開展數控加工活動時出現較大誤差。特別在設置刀路過程中，需要盡可能遵循簡單原則，挑選常見運動軌跡，進而可通知零件在加工活動中發生誤差問題，同時進行過程中，要想提高精度，應該保證零件直線輪廓與坐標軸保持平衡。因而才可以保證加工精度與質量[3]。

2.2 數控機床在螺紋零件方面的加工過程

圖紙設計與程序編寫工作結束之后，就能夠通過數控系統開展零件深加工作業。以工件設計圖紙內容角度分析，應該按照相應工序以及工法開展零件加工作業。借助計算機輔助識圖編程可以對參數設置準確度進行充分把握，充分減少因為人為設置缺乏準確性造成誤差的問題?？茖W制定走道路線，為加工精度與深度提供保障。操作人員應該對零件圖樣與相關工藝進行細致分析，科學確定加工步驟。在設計圖紙中充分落實走刀路線，同時分析數控系統的不足與缺陷，盡量防止沖突問題。確保建工質量前提下，持續強化加工效率，數控機床主要根據智能控制系統開展生產與制造作業。開展生產實踐活動時，參照控制邏輯進行編碼控制，借助交互式輸出與輸入模式基本控制動作。操作人員應該根據參數具體要求強化產品精度。按照參數要求對參數設置點進行確定，以充分滿足設置要求，防止出現浪費現象，充分提高加工效果。

另外，應該對零部件具體結構性能與詳細參數進行充分掌握，此過程中積極按照圖紙信息設置參數，進而充分提高零件精密性。為了防止生產環節出現參數誤差，應該提前估算修正量。雖然選擇數控技術，然而開展計算活動時應該保留相應彈性空間，進行保護程序設置，確保操作系統與生產路線能夠足夠安全，盡量降低生產過程風險隱患。在螺紋零部件生產過程中，精確度是重要指標，可以充分保證螺紋部件使用壽命，進而充分提高產品安全性能與質量性能，充分強化產品競爭力。能夠借助完善加工工藝不斷強化數控機床加工水平以及工藝。此過程中工作人員應該對工件加工精度以及材質要求進行充分了解，借助輸出數控信號提高加工深度。

3 螺紋零件數控機床加工工藝

3.1 螺紋滾壓工藝

滾壓工藝主要是借助滾壓模具加工零件，進而通過加工活動使工件形成塑性變形，實現螺紋加工目標。數控機床選擇套絲與攻絲方法開展零件螺紋加工活動中，一般需要將自動開合滾壓頭設置在機床上，同時安裝滾絲機和搓絲機，該加工工藝在螺紋連接件以及標準緊固件的外螺紋中具有良好適用性，一般滾壓螺紋外徑不超出25mm，螺紋長度一般在100mm以內。該工藝的螺紋精度可以滿足二級要求，若是僅借助滾壓模具，則難以開展內螺紋加工工作，但是若是零件材質軟，那么能夠借助無槽擠壓絲錐開展內螺紋冷擠作業，其加工原理類似于攻絲原理。之后借助無槽絲錐開展加工活動過程中，扭矩應該比攻絲的高出1倍，同時在表面加工精度與質量等方面具有更高要求。螺紋滾壓工藝主要具備以下優勢：①與銑削、磨削、車削等工藝相比，表面粗糙度更小。②采用滾壓加工螺紋，因為表面冷作硬化，所以可以充分保證其強度與硬度。③螺紋滾架可以充分利用材料，同時易于借助數控機床開展螺紋自動化加工作業。④滾壓模具使用壽命較長，但是需要確保材料硬度在HRC40以內。另外螺紋滾壓工藝對于毛坯的尺寸精度具有較高要求，同時對于滾壓模具精度與硬度的要求也較高，并且難以加工對稱螺紋。

結合數控機床中滾壓模具類型，能夠把其分為搓絲與滾絲兩種類型，另外，搓絲主要把螺紋牙形中2塊搓絲板根據50%螺距展開錯開布置，同時固定靜板，運動板相對于靜板展開往復、直線運動。若是工件在兩板中間，那么通過動板開展搓壓處理，進而充分促進便面形成塑性變形，進而實現螺紋加工。滾絲主要涵蓋徑向、切向以及滾壓頭三種方式，徑向滾絲數量是2個，滾絲輪涵蓋螺紋牙形，應該在平行軸中進行安裝，工件設置在兩輪中間的支承部位。選擇數控機床開展加工活動時，滾絲輪以相同速度，并根據同一方向開展旋轉作業。1個滾絲輪開展徑向進給操作，基于滾絲輪帶動工件發生旋轉。此時，工件表面在徑向擠壓作用下產生螺紋。若是開展絲桿加工過程中，在精度方面要求較低，也能夠借助類似方法開展滾壓成型作業[4]。

切向滾絲的滾壓工具主要涵蓋旋轉中央滾絲輪（1個）、固定弧形絲板（3個），開展滾動加工作業過程中，應該保證工件傳輸的連續性，與搓絲、滾絲相比，生產效率更加突出。滾壓滾絲需要借助數控機床開展自動自螺紋加工作業，一般可以加工零件段螺紋。對于零件的外周滾絲輪，設3個滾壓頭，開展滾壓作業時，工件基于輥壓輪作用實現旋轉，滾壓頭發生徑向給進作業，進而生成螺紋。

3.2 切削加工工藝

切削螺紋一般借助成型刀具以及模具開展零件螺紋加工互動，涵蓋研磨、套絲、銑削、攻絲、撤銷以及旋風切削等。開展銑削、磨削、車削加工活動時，零件轉動一轉過程中均需要保證可以根據工件軸方向開展準確、均勻移動。開展攻絲與套絲加工活動時，應該保證絲錐、板牙可以相對于零件相向旋轉。另外，因為螺紋溝槽導致刀具軸向移動。數控機床開展螺紋車削加工活動時，應該選擇成形車刀或是螺紋梳刀進行。若是選擇成形車刀開展螺紋車削作業，基于刀具結構較為簡單的考慮，成形車刀在小批量、單價加工方面具有良好適用性。選擇梳刀開展螺紋車削加工活動時，由于刀具結構復雜，然而具有良好生產效率，所以該刀具在短螺紋的大批量與一般批量加工中具有良好適用性。一般，普通數控車床開展螺紋車削加工過程中，螺距精度能夠達到9級。在高效專業數控機床中，能夠進一步提升生產效率與加工精度[5]。

3.3 銑削加工工藝

對于銑削加工工藝，一般選擇盤形銑刀、梳形銑刀開展螺紋加工活動，盤形銑刀主要借助銑削絲桿、蝸桿開展零件梯形螺紋加工活動，梳形銑刀可以針對內普通螺紋、錐螺紋以及外普通螺紋開展銑削加工作業。基于梳形銑刀主要借助多刃銑刀開展螺紋加工作業，所以與盤形銑刀相比，此類銑刀的螺紋長度更大。因此，在螺紋零件中，選擇相應數控機床僅僅需要根據1.35轉開展旋轉加工活動，能夠充分提升螺距精度。一般銑削工藝可以達到9級，表面粗糙度保持在R5～0.63um范圍內，該工藝在精度要求較低的螺紋零件方面、磨削前錯加工方面具有良好適用性。

3.4 磨削加工工藝

該工藝主要是借助螺紋磨床針對淬硬零件展開高精度加工作業。結合各個砂輪截面的形狀，能夠把磨削工藝劃分為多線和單線兩種模式。單線磨削主要選擇單線砂輪開展零件加工活動，加工精度可以達到6級，表面粗糙度可以控制在0.250.08um范圍內。借助單線砂輪可以充分提高零件修正便捷性，該工藝在螺紋、螺桿、精密絲桿量規等螺紋零件下批量生產中具有良好使用性，具有顯著優勢。在多線磨削方面，能夠借助多線砂輪開展磨削加工作業，涵蓋分縱磨法與切入磨法兩種工藝。前者的砂輪寬度低于被磨螺紋長度，砂輪開展單次、多次縱向移動活動時，移動行程與磨削尺寸相同。對于切入磨法工藝，其砂輪寬度大于被磨螺紋長度，開展多線砂輪加工活動過程中，主要以徑向方式切入零件表面，旋轉零件1.25圈，即能夠實現磨削目標。所以，該工藝生產效率較高。但是該工藝加工精度低，同時在砂輪休整方面具有較大難度，多線砂輪在絲錐研磨、標準螺紋的大批量磨削作業過程中具有良好適用性。

3.5 研磨加工工藝

該工藝主要借助鑄鐵以及其他軟材質螺桿型、螺母型模具開展制作，針對零件中出現的螺距誤差螺紋位置展開反向與正向旋轉研磨處理，進而為螺距精度提供保障。通常，研磨工藝能夠開展淬硬內螺紋生產加工活動，進而減小螺距誤差，同時可以保證研磨精度[6]。

3.6 套絲與攻絲加工工藝

對于套絲與攻絲加工工藝，數控機床能夠借助自動旋轉絲錐將一定扭矩施加到零件中，進而促使零件形成內螺紋，對于套絲，數控機床借助板牙切出零件外螺紋。數控機床選擇的絲錐與板牙精度會對零件螺紋實際加工精度造成影響，另外不僅可以借助車床與鉆床等機床開展螺紋加工作業，同時可以借助手工套絲機開展螺紋加工處理。

4 結語

總之，在世界經濟一體化持續推進過程中，世界各國在技術、經濟以及其他方面交流日益密切，并涌現出一些新設備、新工藝與新技術，此過程中數控加工技術在螺紋零件生產方面的技術優勢日益展現出來，其作用也越來越重要。在數控技術不斷發展過程中，其也能夠進一步提高螺紋零件生產質量與效率。在現代工業領域中，不斷應用數控機床，能夠充分強化螺紋零件綜合性能，同時也能夠細致地開展螺紋零件制作和生產活動，對現代工業生產程序進行充分優化。