淺談數(shù)控加工中心螺紋加工方法與應(yīng)用
2020-9-22 來源： 焦作市技師學(xué)院 作者：崔衛(wèi)芳
摘要：螺紋加工作為數(shù)控加工生產(chǎn)中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，擁有著很多的加工方法，由于螺紋的構(gòu)造特殊，生產(chǎn)工藝也比較復(fù)雜，加工時(shí)很容易產(chǎn)生效率低、精度差等問題。所以在實(shí)際生產(chǎn)中，加工不同的螺紋應(yīng)當(dāng)采用不同的具體加工方法，如選擇好適當(dāng)?shù)闹噶羁刂疲捎每茖W(xué)切削參數(shù)、使用科學(xué)工件裝夾等具體的操作方式，以此來保證數(shù)控加工的相關(guān)操作精確可靠，并提升數(shù)控加工中心的工作效率。下面本文將圍繞數(shù)控加工中螺紋加工的工藝方法進(jìn)行分析，對(duì)當(dāng)前常用的一些基本方法做出簡(jiǎn)單介紹，并探討在實(shí)際的生產(chǎn)中容易出現(xiàn)問題的一些問題要點(diǎn)，希望能在數(shù)控加工中心的螺紋加工工作中，帶來一定的幫助。
關(guān)鍵詞：數(shù)控加工中心；螺紋加工工藝；引用分析
機(jī)械產(chǎn)品連接中螺紋的使用非常頻繁，在很多的精密機(jī)械連接中都發(fā)揮著不可替代的作用，所以對(duì)于螺紋的加工精度要求很高。目前多數(shù)螺紋加工都是在數(shù)控車床上進(jìn)行生產(chǎn)，也就是使用數(shù)控銑床的三軸聯(lián)動(dòng)加工系統(tǒng)來加工螺紋，數(shù)控機(jī)床比起傳統(tǒng)的螺紋加工，有著更快的速度，更高的精度，這些都是數(shù)控加工的優(yōu)越性。隨著我國(guó)的數(shù)控加工行業(yè)不斷發(fā)展，配套的數(shù)控加工中心也獲得了大的進(jìn)步，在很多的加工工藝上都進(jìn)行了創(chuàng)新。如何進(jìn)一步的提升數(shù)控螺紋加工的產(chǎn)品效果，滿足各類加工需求，成為了我們研究的重點(diǎn)。
1 、數(shù)控加工中心的螺紋加工工藝種類
1.1 螺紋銑削法
數(shù)控加工中心可以使用螺紋銑削刀具對(duì)螺紋進(jìn)行直接加工，這也是市場(chǎng)上目前比較普遍的一種處理方案，在比較復(fù)雜的螺紋加工以及大孔螺紋加工作業(yè)中應(yīng)用比較廣泛，優(yōu)勢(shì)也很明顯。數(shù)控加工模式下的螺紋銑削法可以獲得很高的加工精度，同時(shí)保證了相當(dāng)快速的加工速度。螺紋洗消刀具應(yīng)用方面，可以使用同一把刀具進(jìn)行右旋螺紋或是左旋螺紋的處理。
正因?yàn)槁菁y銑削法有著比較突出的經(jīng)濟(jì)效益，所以成為當(dāng)下數(shù)控加工中心常用的一種加工工藝。螺紋銑削法還可以適用于不同材料及復(fù)雜材料的加工處理，如銅質(zhì)或是不銹鋼材料的加工，螺紋銑削法都可以保證加工的工藝精度。
1.2 絲錐加工法
絲錐加工法同樣是一種常見的加工工藝，一般適用于小直徑的螺紋加工中，但相對(duì)的來說精度較差。所以如果遇到對(duì)于精度要求較高的加工需求，應(yīng)當(dāng)避免使用絲錐加工法。為了保證絲錐加工法的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)選擇合適的鉆孔搭配相應(yīng)的鉆頭直徑，確保在螺紋底孔的直徑公差上限方面能夠相互協(xié)調(diào)，這樣可以有效的降低后續(xù)工作中，絲錐加工的工作量，同時(shí)降低絲錐加工法在實(shí)際加工中絲錐的受損幾率。絲錐的受損主要是由于絲錐在和被加工材料接觸的時(shí)候，難以形成協(xié)調(diào)關(guān)系，這種現(xiàn)象很容易引起絲錐受損，或是耐久性下降。 目前實(shí)際的生產(chǎn)中，應(yīng)用較為廣泛的主要有通孔絲錐以及盲孔絲錐。在生產(chǎn)中要結(jié)合螺紋加工的需求進(jìn)行合理的選擇。
1.3 挑扣加工法
挑扣加工法在實(shí)際的生產(chǎn)加工中應(yīng)用較少，一般是作為應(yīng)急手段，應(yīng)用于在沒有螺紋銑削工具和絲錐的情況下。挑扣加工法一般應(yīng)用在箱體零件需要制作較大螺紋孔的情況下，需要借助螺紋車刀和鏜刀桿來進(jìn)行鏜銷處理。
在挑扣加工的過程中，首先要注意主軸的轉(zhuǎn)速，對(duì)于主軸轉(zhuǎn)動(dòng)前期容易出現(xiàn)的延時(shí)等現(xiàn)象，要進(jìn)行有效的控制，以免因?yàn)檗D(zhuǎn)速不當(dāng)?shù)脑蛴绊懧菁y的加工。在多刀桿的處理中，要保證刀桿之間的位置，確保刀桿與刀槽的相應(yīng)位置一致，避免出現(xiàn)亂扣的現(xiàn)象，影響到最終成品的加工效果。在挑扣加工法中，要避免一刀挑成，盡量的在挑扣中多刀操作處理，以更好的提升螺紋加工的效果。在實(shí)際的生產(chǎn)中，挑扣加工法由于效率較低，所以不適合大規(guī)模的推廣應(yīng)用在數(shù)控加工中，只能作為應(yīng)急的備用方案。
2 、數(shù)控加工中心的螺紋加工工藝要點(diǎn)
當(dāng)前在數(shù)控加工中心的螺紋加工中，應(yīng)用范圍最廣的就是螺紋銑削法，要進(jìn)一步的提升螺紋銑削法的加工質(zhì)量，就需要把握好螺紋銑削法中的刀具應(yīng)用流程，保證編程方案可靠以及準(zhǔn)確，要對(duì)銑削刀具的工作要點(diǎn)做好把關(guān)，以此避免在加工中出現(xiàn)偏差等情況發(fā)生。在實(shí)際的螺紋銑削過程中，一定要對(duì)第一條螺旋線做好控制，保證螺距要滿足原有的要求，如果存在誤差要及時(shí)的調(diào)整，在這項(xiàng)工藝的檢查過程中，一般需要銑削完成后進(jìn)行反向退刀，可以利用鋼尺等工具進(jìn)行對(duì)第一道螺旋線的檢查。此外，螺紋總背的吃刀量需要進(jìn)行重點(diǎn)的關(guān)注，數(shù)控加工人員可以通過對(duì)螺距的精準(zhǔn)計(jì)算，得出實(shí)時(shí)調(diào)整的數(shù)據(jù)，保證銑削過程的精度滿足需求。還有一個(gè)需要關(guān)注的重點(diǎn)就是最終的車刀終點(diǎn)。保證退刀停車合理，這樣有利于退刀后對(duì)螺紋的控制，從而進(jìn)一步調(diào)整精確度。在整個(gè)螺紋加工過程中，要做好控制工作，避免加工中出現(xiàn)亂扣的現(xiàn)象，這就要求著在生產(chǎn)中，對(duì)于螺紋銑削的流程和順序進(jìn)行全方位的監(jiān)管和控制，對(duì)于每個(gè)容易出現(xiàn)的問題都要關(guān)注，控制好每一個(gè)環(huán)節(jié)，最終保證螺紋加工的精度和效率都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。在應(yīng)用螺紋銑削法時(shí)，螺紋銑刀的相對(duì)的作用力相比于其他加工方法是比較小的，所以刀具出現(xiàn)折損這種情況是很少發(fā)生的，如果由于操作原因使刀具出現(xiàn)折損其處理解決也是非常方便簡(jiǎn)單的，相較于加工的孔徑而言，刀具的直徑是較小的，刀具折斷的部分也是很方便從加工件中取出。而絲錐法則大為不同，絲錐法則是連續(xù)不間斷的切削，受到的作用力相對(duì)較大，切出的廢屑也不容易在加工區(qū)域排除，所以刀具就很容易產(chǎn)生折損這一現(xiàn)象，如果是加工較大的孔徑，出現(xiàn)這種情況是很好處理的，較小的孔徑則需要用電火花加工進(jìn)行處理了，是比較麻煩的。螺紋加工的受力區(qū)域如下圖 1 所示：
圖 1 螺紋加工受力區(qū)域圖
螺紋銑削法相對(duì)于其他加工方法可以有效的減少加工的工序和更換刀具的次數(shù)，可以使工作效率得到極大的提高。由于螺紋銑刀在加工中可以滿足倒角、擴(kuò)孔、螺紋等等多個(gè)工序的加工要求，一把刀具可以通過加工程序的修改就可以很好地加工左右螺紋，也可以通過操作系統(tǒng)對(duì)刀具半徑進(jìn)行設(shè)置來進(jìn)行內(nèi)外螺紋大加工。對(duì)于加工孔徑較大時(shí)的加工件，就可以使用多對(duì)刀片刀盤，可以成倍的提高其加工的效率。多刀片銑削螺紋加工圖如圖 2 所示：
圖 2 多 片銑削螺紋加工圖
3 、螺紋銑削法的應(yīng)用范圍
為了更好的提高加工效率，根據(jù)螺紋銑削法的特點(diǎn)，具體的應(yīng)用范圍：a.應(yīng)用于功率較小機(jī)床。由于螺紋銑削的加工方式是斷屑切削，銑刀與加工件不是全面的接觸，只是局部接觸加工，受力較小，對(duì)機(jī)床功率的要求不高，所以可應(yīng)用于功率較小的機(jī)床。b.應(yīng)用于較大的加工件、薄壁、復(fù)合孔類型的加工。由于螺紋銑削中的銑刀可以實(shí)現(xiàn)倒角、全方位加工等功能，所以對(duì)于復(fù)合孔的加工是很合適的。此外，因?yàn)殂姷兜氖芰^小，銑刀不易產(chǎn)生變形，對(duì)于薄壁類型的加工件也是非常適用的。c.應(yīng)用于特殊材料類型加工件的加固。因?yàn)殂娤骷庸し绞綖榫植拷佑|，作用力較小，所以特殊材料的加工件對(duì)對(duì)刀具的的方作用力也較小，所構(gòu)成銑刀的一般都是硬質(zhì)的合金材料，在加工是其磨損率小，使用壽命長(zhǎng)，并且產(chǎn)生的廢屑不易粘黏在銑刀上。
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