机械螺纹类零件的数控机床加工技术探讨

机械螺纹类零件的数控机床加工技术探讨

王前伟

郑州航天电子技术有限公司  河南郑州    450066

摘要：机械螺纹类零件在机械设备中发挥重要作用，由于其加工要求较高，为了有效保证该类零件能够正常应用，需要在加工过程中确保其精度和质量。传统车床能够满足部分机械螺纹类零件的加工需求，但是加工速度慢，精度不高，难以符合航空航天等高精度机械螺纹类零件的应用要求。因此，本文主要阐述数控机床加工技术，分析机械螺纹类零件加工原理，并提出数控机床加工技术具体应用措施，旨在提高机械类螺纹类零件加工质量和精度。

关键词：机械螺纹类零件；数控机床；加工技术

数控机床逐渐成为零件的主要生产设备，在实际应用过程中能够有效优化机械生产加工工艺技术，提高零件加工质量和效率。另外，数控机床加工能够有效改进和完善机械生产工艺，保障零件生产加工精度，满足不同流水线的生产需求。

1数控机床加工技术阐述

1.1概念

数控机床加工主要借助数字化、信息化技术，充分发挥机械设备的多元化作用，增强其自动控制功能，提高加工性能。数控加工控制系统向工具刀发出控制命令，促进其按照相关生产加工指令进行规范操作。大部分零件生产加工都会通过机床完成，操作人员在实际加工工作中结合项目加工标准，明确零件加工材质，编写数控程序、符号等，同时结合各项参数要求编制相对应的控制程序。

1.2原理

该类零件在机械设备顺利运行中发挥不可缺少的作用，同时和机械设备整体性连接、运动具有直接关系。螺纹可以理解成圆柱体、圆锥体表面形成，沿着螺纹纹理分布，呈现出规律性凸起。该类型的零件在现代社会工业生产进步和发展中，越来越多元化，主要包含变螺距、多线螺纹等种类，但是在数控机床加工中，普遍以对刀的加工方式为主，深层加工螺纹线[1]。同时，车削加工同样是机械加工中常用的方式，在回转型螺纹零件加工中具有良好的适用性，在实际生产加工过程中主要借助生产工件旋转的形式开展，发挥加工刀具在实际生产中的重要作用，持续移动水平线，高效、顺利完成零件加工过程。

2螺纹类零件的数控机床加工方法

螺纹类零件数控机床加工过程中常用方法主要包含以下几种：

直进法。螺纹刀间歇性进给到牙深处，针对梯形螺纹加工的过程中，其难点主要是螺纹车刀的三面参与切削，造成加工排屑相对更加困难，切削力、切削热不断增加，造成刀尖磨损严重，当进刀量较大时，会出现扎刀现象。理解该种走刀方式，解决办法：直向进给的走刀方式，小螺距螺纹优先选用；编程过程中切深随着切深越深，刀具切削刃切削长度越长，切削力越大，需要逐渐减少切深。

侧向进给：主要依靠刀具一侧的切削刃进行切削，切削越深，刀具整个切削刃都会受力。建议选用刀具比螺纹牙角度较小一些，这样加工螺纹的过程中可以减少切削震动。

交替进给：刀具采用左右交替进给的方式切入工件，将螺纹牙槽全部扩展到相规定的尺寸，需要注意的是刀具牙型尺寸要小于螺纹牙型尺寸，有效完成交替借刀，减少切削中的振动。

3机械螺纹类零件加工中数控机床加工技术的应用措施

3.1制定合理的加工方案

相关工作人员在完成图形设计、程序编码和工具选择等相关操作步骤之后，利用系统开展实时监控工作，确保数控操作机床加工螺纹类零件。针对设计图纸方面来说，需要结合相适应的施工操作支撑零件加工，同时在设计中尽量为后续实施中可能发生的问题预留相应的预改空间，便于后续操作中灵活改动，进一步保证加工方案的科学合理性。例如，芯轴类零件以小批量生产为主（如图1所示），数控机床加工技术应用方案如下：

⑴结合零件特点合理设置正确坐标系。

⑵结合零件加工要求和标准，制定科学、可行的加工技术方案，同时根据加工技术方案选择相适应的刀具，明确切削工艺各项参数。

⑶编制数控加工程序，高效完成零件加工。本次针对加工的零件螺纹位置在顶端，属于常规的三角形细牙右旋螺纹，借助数控机床加工的过程中，借助G32或者G92等相应指令编程加工，增强机械螺纹类零件加工精度，加快加工速度，更加满足生产需求。

图1：机械螺纹类零件图

3.2明确进刀方式、确定切削深度

数控机床加工在实际应用的过程中受到系统自身滞后特点的影响，在螺纹切削开始和完成部分，会出现不同程度的变化，在一定程度上降低零件加工精度。因此，相关操作技术人员为了有效防止该类问题的发生，在运用数控机床切削螺纹的过程中，需要结合实际情况，规范设定升降速进刀段的参数。操作技术人员利用数控机床切削加工螺纹的过程中，主要应用直进法、斜进法两种不同的进刀方式，需要根据实际加工零件要求选择最佳进刀方式，无论应用哪种进刀方式，都需要保证螺纹切削加工精度。

数控机床加工过程中，为了有效保证车削工程中螺纹牙顶部具有0.125P的宽度，需要保证车削前大径尺寸不大于公称直径。公称直径和螺纹总切削深度的计算方式d≈0.13P    t=0.65P。公式中：d代表公称直径；t代表螺纹总切削深度；p代表螺纹的螺距。

3.3数控机床加工技术应用要点

⑴做好充足的准备工作。螺纹切削加工设备选择数控机床，借助三爪自定心卡盘装夹零件，待加工螺纹类零件的毛坯选择棒料的规格为32×65（mm），材质为45#优质碳素结构钢。选择切削刀具为90度外圆车刀、4毫米切槽刀、60度外螺纹刀。另外，相关工作人员在数控机床加工技术应用之前，需要结合实际加工需求，选择相适应的测量工具，设定测量精度，为后续零件加工工作做好充足的准备工作[2]。

⑵加工工艺流程。机械螺纹类零件加工过程中合理应用数控机床加工技术，要合理选择加工工艺，保证数控加工工作高效完成。操作技术人员在实际加工过程中，将零件右端面当作坐标系原点，按照相关工艺路线进行生产加工。①车工件左端面和外圆，确保其长度符合相关标准规定，在调头之后，针对零件右端面切削加工，确保总长度尺寸符合要求。②针对粗车零件圆柱、圆锥、圆弧这几个面，合理预留精加工余量，保持其为0.5毫米，同时针对这几面进行精车，保证其符合相应尺寸要求即可。③针对4×2（mm）螺纹进刀槽进行粗车、精车，同时针对M20×1.5（mm）的外螺纹进行粗车、精车，保证其符合尺寸要求之后，合理开展去毛刺工作，完成零件加工。

4未来小螺纹类零件数控机床加工趋势

由于铣削螺纹能够更好解决小零件螺纹加工难的问题，减少加工时间，让人们正确认识到数控加工微小螺纹类零件的高效性。因此，人们不断加大小螺纹零件工艺技术的研究和分析力度，发现通过数控机床多功能性，将传统加工工序合并成一道工序进行加工，能够获得更加轩主的价格效果，减少零件加工时间，同时避免零件由于多次装夹形成的定位误差，在将来充分发挥先进技术的优势，实现数控仿真加工技术等，提高小螺纹零件加工质效和精度。

结语

综上所述，提高机械螺纹类零件的加工质量和效率，发挥数控机床加工技术优势具有十分重大的现实意义。本文以螺纹零件为例，为促进其符合精密化、批量化加工要求，从根本上提高零件生产制造质量和精度，对数控机床加工技术进行深入分析，在技术运用过程中不断融入创新思维，不仅提高机械螺纹类零件的综合性，还实现工业生产程序的优化，为我国现代工业健康持续发展打下良好的基础。

参考文献：

[1]刘丽娜, 田晓光, 李晓娟. 机械螺纹类零件的数控机床加工技术探讨[J]. 农机使用与维修, 2022(3):3-3.

[2]余鹏, 肖双平. 机械螺纹类零件的数控机床加工技术探讨[J]. 中国设备工程, 2020(20):4-4.

[3]王文静, 马芷萱, 梁锐盼. 浅谈数控机床机械加工技术的应用特点分析[J]. 新一代：理论版, 2020(023):1-1.