淺析數控銑床關于螺紋的銑削加工
2021-9-30 來源：黃河交通學院 機電工程學院 作者：高波，薛浩
摘要：數控加工技術是當今社會工業發展的基石，它的發展決定了一個國家的工業化水平。在數控加工中，螺紋的加工是數控加工中很重要的一個加工環節。螺紋加工方法較多，但是由于螺紋加工的復雜性導致螺紋加工工藝復雜繁瑣，所以螺紋生產效率低、加工精度低。為了提高螺紋加工質量和效率，在實際生產中對不同的螺紋應該采用不同的加工方式，選擇合適的加工指令和制定合適的加工參數。文章針對數控銑床螺紋的加工方式進行了分析，希望對提升螺紋加工質量和效率有一定的幫助。
關鍵詞：數控；銑床；螺紋；加工
1、概述
近年來，我國的機械加工行業發展迅速，數控加工技術作為此行業的基石也越來越受到人們的關注。在我國提出“中國制造2025”以來，我國制造業正在從自動化向著智能化的方向發展，作為智能化的工具——計算機正在進一步與數控加工技術深度融合。數控加工技術的進步提升了工業化發展水平，在數控加工中，螺紋的加工是一項重要的加工內容和加工環節。本文主要對數控機床中螺紋的加工過程進行全面剖析，以期提升螺紋加工的效率和精度[1]。
在數控機床出現之前，螺紋的加工主要依靠普通機床，但是采用普通機床加工螺紋效率低、精度低，加工質量也不能滿足客戶要求。采用數控銑削進行螺紋加工，不但提高了加工效率、加工精度及加工質量，還可以精確地控制螺紋尺寸，提高螺紋的使用壽命。數控銑削加工采用統一的刀具就可以加工不同尺寸的螺紋，還可以自由控制螺紋的牙長。
2、數控加工中心的螺紋加工工藝種類
2.1 螺紋銑削法
螺紋的加工方法較多，數控加工中心可以采用直接銑削的方法對螺紋進行加工，這種加工螺紋的方法比較簡單，可以加工復雜程度較大的螺紋，所以這種螺紋加工方式應用比較廣泛，它的加工優勢也非常明顯。銑削法加工螺紋具有精度高、效率高的特點。螺紋銑削加工方法可以采用同一把刀對左旋和右旋螺紋進行加工，加工方式方便，加工效率較高[2- 3]。對于銅質、不銹鋼及其他復合材料，螺紋銑削方法都可以輕松地完成，并能保證其加工精度。基于以上優點，螺紋加工的銑削法應用范圍廣泛，因此成為當下螺紋加工的一種重要方法。
2.2 絲錐加工法
除銑削加工方法外，采用絲錐加工法也是目前常用的加工方法，該加工方法由于加工力度較小，所以一般應用于直徑較小的螺紋加工中。這種絲錐加工螺紋的方法應用較多，但是要保證這種加工方法加工精性，就要根據鉆孔搭配相應的鉆頭直徑。為了減少后期螺紋加工的工作量，一般對螺紋底孔加工時要保證相應的尺寸，不僅可以保證螺紋加工的尺寸，還能在一定程度上減少絲錐的磨損[4- 6]。絲錐磨損的主要原因在于在加工螺紋時，絲錐很難做到與相應的加工工件配合，形成協調關系，這種現象會導致絲錐受損，耐久性下降。
3 、數控加工中心的螺紋加工工藝要點
在螺紋加工的過程中，采用數控銑削方式加工螺紋是最重要也是最普遍的一種螺紋加工方法。為了提高螺紋的加工精度和質量，需要把握螺紋銑削加工中刀具的使用流程，保證編程方案的可靠性、實用性，要時刻注意刀具的使用順序，避免給螺紋加工造成不必要的精度誤差和偏差。螺紋的加工最重要的在于第一條螺紋的加工，在對第一條螺紋加工的過程中要對螺旋線做好控制，保證加工出的螺紋、螺距滿足加工精度的要求。在進行第一條螺紋加工之后要及時測量，如果存在加工誤差就要馬上進行調整，在此過程中，一般采用反向退刀、鋼尺檢查的方法對螺紋、螺距進行檢測。螺紋加工的背吃刀量也是很關鍵的內容，加工人員通過對螺距的精確測量得出實時數據并進行調整，以滿足加工精度的要求。此外，有一個值得關注的問題是螺紋的停車點，為了提高螺紋的加工精度，螺紋停車點設置的合理性有利于對螺紋退刀后的控制。在加工螺紋的過程中，要做好控制工作，避免螺紋加工出現亂扣現象，這對于提高螺紋精度有很大的幫助[7]。為了保證螺紋加工的精度，對于加工過程中任何易導致螺紋精度誤差的問題都要及時關注，管控好每一個可能導致螺紋加工誤差的環節，這是保證螺紋加工精度的一個重要舉措。
采用螺紋銑削加工的方法相對于其他加工方法受力較小，所以很少出現斷刀現象。即使由于誤操作導致刀具折損也很容易解決和處理。在采用絲錐加工的方法中，由于絲錐加工是連續性加工，受力較大，切削形成的廢屑很難排出，在一定程度上導致絲錐磨損比較嚴重。
4、螺紋銑削法的應用范圍
（1） 對于硬度較低、生產批量較大、螺紋直徑較小的螺紋，一般采用絲錐加工的方法對螺紋進行加工，主要原因是這種加工方法可以節省加工成本，減少企業的開支。對于螺紋長度比較大的通常也采用絲錐加工方法，因為銑削加工很難實現較長螺紋的加工，相反對于直徑較大、長度較短的螺紋則適宜采用銑削加工的方法。
（2） 采用絲錐方法加工螺紋時，由于各處均受力，整個螺紋與絲錐接觸會導致受力增大，所以采用絲錐進行螺紋加工時一般需要大功率的設備，而螺紋的銑削加工受力較小，所以采用普通機床就能完成加工。
（3） 對于薄壁零件、尺寸較大的零件或者孔較復雜的螺紋零件加工，一般采用螺紋銑削的形式，因為采用螺紋銑削加工受力較小、變形較小，并且可以最大限度地靠近螺紋底部。底部成錐形的螺紋一般不采用銑削加工方法，因為這種加工方式不便于銑削螺紋底部。
（4） 對于一般材料的螺紋零件可以選擇絲錐加工或者銑削加工方法，但是特殊材料的螺紋零件一般采用銑削加工方法，主要原因在于螺紋銑削刀具材料的硬質合金硬度較高，在加工過程中能避免損傷刀具，而且刀具與螺紋接觸較少，因此不易造成螺紋的損壞，螺紋銑刀不會與工件切屑接觸而出現黏滯現象，可以在加工過程中保證螺紋的精度，如果采用絲錐加工硬度較大的材料，則對絲錐的要求較高，會造成成本較大的問題。
（5） 如果在螺紋切削過程中存在較多不穩定因素，則一般采用銑削加工方法，銑削加工可以實現不連續加工，從而能更好地保證螺紋加工的精度；如果采用絲錐加工方法則會增大加工過程的不穩定性。
（6） 螺紋銑削加工相對于絲錐加工，其精度高、效率高，所以一般螺紋加工都采用銑削加工方法。綜上所述，螺紋的形式不同，其加工方法也千差萬別，并且每種加工方式都有自己的特點，因此在對螺紋進行加工時，應選擇適合的螺紋加工方法，提高加工效率和精度。
5、小結
數控加工中螺紋的加工具有一定的特殊性和復雜性，在加工過程中，只有合理地選擇刀具、控制好相應的加工參數及科學地設置加工程序，才能保證螺紋的加工精度。通過以上分析可知：數控機床中的螺紋加工方法主要有數控銑削加工和絲錐加工兩種，不同的加工方法差別較大，適應范圍也不同，在實際生產過程中必須根據刀具材料、加工工件的材料及螺紋的尺寸選擇相應的加工方法和加工工藝流程，從而有效地提高螺紋加工的效率和質量。
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