大型工件特殊内螺纹加工方法

Ｔ　ｎ　大型工件特殊内螺纹加工方法　齐齐哈尔北方机器有限责任公司　（黑龙江　１　６１　０００）　李娟　某产品外形是６２５ｍｍ×６１８ｍｍ×５６０ｍｍ的立　方体，不同产品外形尺寸及内螺纹中心位置不一　样，但都需要加工如图１所示的内螺纹。　用要求。所以，在新引进数控车床后，普通卧式车　床逐渐被数控车床代替。　（２）采用数控卧式车床ＣＫ６１　１２５ＥＸ３０／１０ＡＨ　加工完成。现在批量生产的工件多数是在数控车床　上完成的。因工件较重，直接用单动卡盘吊装，找　正比较费时费力，也比较危险。另外，工件的重　心不在主轴旋转轴线上，加工时旋转起来不平衡，　易产生振动，不易保证螺纹精度及表面粗糙度的要　求，也影响主轴的精度和刀具使用寿命。所以图１　工件不适合用单动卡盘直接吊装。同一种产品批量　图１工件　生产时，我们设计了车床专用夹具，如图２所示。　使用夹具目的：用夹具定位来保证螺纹孔中心位　该工件外形尺寸较大，重１ｔ左右，属于大型工　件。材料为ＰＣｒＮｉ３ＭｏＶ，属合金钢系列的超高强　度钢，具有很高的强度和足够的韧性。加工中经常　粘刀，比较难加工。需要加工的内螺纹是特殊牙　型螺纹，牙型角为一侧面４５。，一侧面３。，螺距较　大，右旋螺纹，牙型两侧面表面粗糙度值要求较　小。　．　置，以及同一批产品的一致性。夹具上有配重保持　了旋转时的稳定性。　．　麓　６　图２车床夹具　１．夹具体２、６．工件３．定位块４．Ｊ　轴５．卡盘　１．车削螺纹　（１）传统的加工方法在卧式车床上来完成。　当工件旋转一周后，刀具必须移动一个工件螺距。　这是通过丝杠的旋转运动，经开合螺母带动床鞍作　直线移动，实现螺纹切削的一种方法。这种方法通　过调整主轴箱到丝杠之间的挂轮的传动比，使机床　的进给量与主轴的转数成符合螺纹加工要求的比例　来实现螺纹的加工。因此，这种方法的加工精度取　决于机床传动系统的精度，即丝杠及机床传动系统　的误差越大，加工螺纹的精度越低，在螺距误差上　其工作原理如图３所示。车削螺纹时，主轴　件　”（工　／（直线进给）　表现的特别明显。一般的卧式车床丝杠磨损后精度　下降，加工的工件螺距累积误差大，往往达不到使　刀杆　图３车削螺纹工作原理　参磊　～　３３　工　．＂　艺　带动夹具和工件一起旋转作主运动，刀具作直　线进给运动。因工件材料硬度较高，车削螺纹分　粗、精加工。粗、精车螺纹车刀均采用成形刀，　即刀尖角度按工件的螺纹牙型角设计。螺纹粗车　刀刀片材质采用ＹＴ１５。螺纹精车刀刀片材质采用　Ｗ２Ｍｏ９Ｃｒ４ＶＣｏ８。　计制造了螺纹旋风铣刀来完成螺纹的加工（见图　５）。工作时，工件放于工作台上静止不动。刀具　每绕工件内孔旋转一圈，ｚ轴沿轴线方向走完一个　螺距。螺纹的粗、精加工都用此刀完成。旋风铣刀　一周有８个刀片，刀片材质采用涂层硬质合金，刀　片型号为ＳＣ３０。刀片角度设计成与工件螺纹牙型　角度一致，每个刀片有两个切削刃，机夹式可转位　切削参数：粗车螺纹时，因工件尺寸较大，转　速不宜过高，我们采用主轴转速５０ｒ／ａｒｉｎ，按中径　尺寸计算切削速度　７ｊ＝兀Ｄｎ／１　０００＝３．１４×３８５×５０／１　０００＝６０．５ｍ／ｍｉｎ　精加工时，转数可以提高至６０ｒ／ｍｉｍ。实际　加工中，可以根据刀杆振动情况随时调整控制面　板上的百分率调节钮来调节主轴转速。进给量为　１２ｍｍ／ｒ，即工件每转一转，刀具走一个螺距。　吃刀深度不应太大，粗加工时第一刀切深通常为　０．５ｍｍ，以后每刀切深逐渐递减至０．４～０．１ｍｍ，直　至完成切深５ｍｍ。精加工时０切深走刀１～２次，目　的是修正粗车刀加工产生的螺纹牙型角度误差，修　光螺纹牙型两侧面，达到螺纹精度和表面粗糙度要　求。　加工图１工件的内螺纹，数控车床与卧式车床　相比有如下优点：①可以不受丝杠及机床传动系统　误差的影响，能更好地保证螺距精度。②由程序控　制螺纹加工的循环往复，比卧式车床人工控制到退　刀槽时必须及时反车退刀，大大减轻了工人的劳动　强度。③数控车床由于有充足的切削液，可以提高　切削速度。而卧式车床用硬质合金螺纹粗车刀不能　加切削液，刀具受热，刀尖磨损快。经常磨刀重新　对刀，效率低。　２．镗铣螺纹　在工件的外形尺寸及螺纹孔的中心位置经常变　化的单件生产中，为节省设计制造车床夹具的费　用，我们采用数控镗铣床ＴＫ６５１３Ａ来完成单件生　产。采用三轴联动进行镗铣螺纹，在加工精度方面　有极大的优势。其中　轴和ｙ车由决定螺纹的直径，　而Ｚ车由控制螺距。其铣削原理如图４所示。刀具在自　转的同时，还绕工件内孔旋转作圆周进给运动。　轴、ｙ车由走圆弧插补实现圆周进给运动。刀具每绕　工件内孔旋转一圈，Ｚ车由向孔内轴线方向走完一个　螺距。　对于单件生产，为降低成本，我们与厂家设　３４：　…　参曷　籼工　刀片。　粗加工主轴转速１５０ｒ／ｍｉｎ，走刀速度６０ｍｍ／ｍｉｎ。　粗加工第一刀吃刀深度为０．７ｍｍ，随着进刀次数增　加，吃刀越深刀齿两侧面接触面积越大，以后每刀　吃刀深度逐渐递减至０．４ｍｍ。铣削方式为顺铣。　刀片　，　＝　／　ｆ　月（主轴自＼＾ｊ　《　≈　图４镗铣螺纹工作原理　图５螺纹旋风铣刀　整体式螺纹梳刀是高效螺纹刀具，如图６所　示。仅需一次走刀便可完成整个螺纹铣削加工。螺　纹梳刀螺距与工件螺纹螺距相同，牙型与工件牙型　角度一致。对于这种非标螺纹，设计制造专用的整　体螺纹梳刀费用很大，但切削效率可以大大提高。　加工完成后的螺纹如图７所示。　一一　图６整体式螺纹梳刀　图７加工后的螺纹　３．两种螺纹加工方法对比　两种加工方法各有优点，不同之处在于：　（１）车削螺纹加工效率高，图１工件车螺纹加　工效率是镗铣螺纹的４倍。但镗铣若采用整体式螺　纹梳刀，加工效率会是单牙螺纹旋风铣刀的５倍以　上。　（２）由于工件较重，车床装夹对卡盘、主轴　等要求有一定的承重。长期批量加工会使车床主轴　磨损严重，精度下降。而镗铣时由于工件放于工作　高精度衔铁的大批量快速生产工艺　四川化工职业技术学院　（泸州　６４６００５）　李林鑫陈显均任小鸿　衔铁是电磁式继电器中的一个核心零件，其质　量的好坏直接影响继电器的性能。根据设计和使用　的要求，衔铁的结构相对比较简单，但零件小，尺　寸精度高，且生产批量特别大。为了保证衔铁质量　和生产效率，采用常规的工艺和机床已无法办到，　为了保证生产效率，机加工采用的美国进口机　床。该机床特点是具有六个加工工位，能同时在六　ｌ　５±Ｏ１　一Ｉ…Ｉ　６土Ｏ　１　　１３０￣　　Ｉ３ｏ。　本文详细介绍了一种比较先进的机床设备和相应的　加工工艺，经投产后能在３ｓ内加工出一个零件，在　８ｈ（１班）内生产出７　０００件符合精度要求的衔铁，　月产量可达Ｎ３ｏｏ万件以上。　寸　Ｉｎ　一　◆　翁　１　瞧　ｖ嚣　制　、　寸　＿／／／／／ｚ　④一　Ｏ６５士。　０６９￣ＯＡ　Ｊ　１．工艺设计　衔铁采用硅钢材料，硅钢是含硅量３％～５％　的硅铁合金。经过对产品高效率、高精度要求的　分析、讨论，我们设计的衔铁生产工艺为：机加　工一去重油一去切屑一外圆磨一预清洗一超声波　清洗一１００％目检一２００％目检。根据产品的零件　图要求，在机加工阶段需要加工的内容如图１所　：团一［３　２５】　＿　＿１　１０．０３ｌ　Ａ『　◇ｌ／ｌ　０．３　Ｉ　Ａ卜＿　◆　图　１　个工位进刀进行六个工步的加工，如图２ａ所示。同　时为了能够自动送料需加装一个送料机，如图２ｂ所　示。　示，图１中◆工　．”　标记尺寸是产品装配和使用中的重要　２．加工工艺　根据零件图要求，采用￣７ｍｍ的棒料毛坯，设　艺　尺寸。　台上不动，对机床精度的影响小，并且不用夹具装　夹，可以降低成本。但车削若采用数控立车，就会　弥补数控卧车的不足。所以正待引进数控立车用于　加工此工件。　快也会使刀具产生振动，减慢走刀速度可以较好地　保证螺纹表面质量。　４．结语　这两种加工方法的加工原理、加工刀具和加工　中需要注意的事项各不相同，在使用中需要根据实　际生产情况进行选择。实际加工中，我们对批量生　产的工件，采取数控车削螺纹，用夹具定位，可以　提高生产效率。对于外形尺寸及螺纹中心位置变化　了的单件生产，采用数控镗铣螺纹，减少了工装　的设计，可以降低生产成本。两种方法在实际生产　（３）车削螺纹，因切屑流向已加工表面，影　响螺纹表面质量。镗铣螺纹，切屑流向待加工表　面，可以较好地保证螺纹表面质量。　（４）车削螺纹粗加工时吃刀深，转速快容易　使刀杆产生振动，造成螺纹牙型两侧面产生一周振　纹，精加工若消除不掉，表面粗糙度就会达不到要　求。但数控车可以采用先进的防振刀杆，只是加工　成本还要增加。相对来说，镗铣平稳得多，但走刀　中，都很好地保证了螺纹的精度，完全满足设计要　求。ＭＷ　（收稿日期：２０１２１０１６）　参曷　冷加工　；主　３５