机械螺纹类零件的数控机床加工技术研究
李文博 卢伟国 杨波 谢保光
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李文博 卢伟国 杨波 谢保光,. 机械螺纹类零件的数控机床加工技术研究[J]. 中国机械研究,20216. DOI:10.12721/ccn.2021.157056.
摘要: 现代化加工技术离不开先进制造技术的发展。随着产品质量要求的不断提升,人们对于机械加工过程的管控也越来越精细。对此,企业需要采取一定的措施和引进先进设备来保证产品精度,进而有效地提升产品质量水平。
关键词: 机械;螺纹;数控机床;加工
DOI:10.12721/ccn.2021.157056
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引言

传统的机械加工方式为人工操作普通机床进行切削加工。受人工操作因素影响,传统机械加工方式存在加工精度、加工效率较低且浪费人力等问题。随着智能化先进制造业的发展,数控机床技术逐渐成为机械加工技术的重要组成部分,对于整个机械制造的过程发展具有重大的影响力,能够有效地取代传统的加工模式。同时还能够大幅度地提升加工效率及产品质量一致性。

1数控机床加工技术概述

近年来,随着社会的现代化发展,数控机床设备已经广泛应用于生产制造领域,同时已成为行业快速发展所必须的生产制造设施。对于数控机床加工工艺来说,主要是对数字信息的优势之处进行充分发挥,从而高效率、多样化的对机械设备进行使用。与传统普通机床加工受人为操作控制因素影响相比,数控机床加工技术拥有较高的自动化控制功能,因此只要设备具备良好的稳定性,硬件与软件良好的匹配性,便可提高产品的加工精度及质量一致性。此外,在使用数控机床进行产品加工时,数字信息机械设备所拥有的智能水平较高,因此在使用数控机床进行产品加工时可用智能化系统来进行控制,而智能化系统的工作核心内容便是使用逻辑编程的方式来对控制进行强化。数控机床加工过程中,可在智能化系统中对输入的操作信号进行有效控制,从而在对零件进行加工的过程中,可深层次输入加工信息,从而减少操作者工作量,降低人为操作的影响效果,提高产品加工效率及质量一致性。

2数控机床的发展现状及其现实意义

在航空航天、汽车等现代工业领域中,也已经广泛应用数控机床,许多高科技、高精度产品,如机电一体化产品、数字通讯技术产品等,都离不开数控机床的应用。可以说,数控机床的应用及制造,正对越来越多领域的技术发展产生直接的影响,特别是在我国,越来越多的厂家开始意识到,产品质量是提高企业核心竞争力的根本所在,这也使企业愈发重视通过数控机床加工技术代替传统普通机床加工技术提高产品质量。虽然我国在数控机床技术方面取得了很大的进步,不过,相比国外发达国家的数控机床来说,则还有一些差距。当前,经济型数控机床在我国仍旧占据着很大比重,在20世纪90年代,我国才开始对数控机床进行普及应用,而对于高级型数控机床,由于其成本较高,这使其在我国现代工业发展初期并未大量引用,这也导致其在工业生产中所占的比例较小。但是,不断扩大高级型数控机床却也已经成为我国现代工业的未来发展趋势。用于加工机械螺纹类零件的数控机床属于一种专用高效的特殊机床,其相比普通的通用机床有着很大区别,这需要该类机床具有较高的切削效率、较高的自动化水平以及极高的加工精度,通过对机械螺纹类零件的数控机床进行加工技术革新与优化,能够使机械螺纹类零件的生产效率及产品质量一致性得到大幅提高。因此,对机械螺纹类零件的数控机床加工技术进行深入的研究是具有重要现实意义的。

3机械螺纹类零件数控机床的重要处理技术

机械螺纹类零件数控机床的主要处理技术有两点。通过集中引注方式,明确零件各个部位的大小、尺寸和位置,并在图纸中标记清楚,以便编程时设计正确的原点。而且在数控加工过程中,即便出现一些误差,这些误差也不会积累或者叠加,工作人员可以修改某些部位的尺寸和大小。数控加工过程中,一般不会出现螺纹类零件的轮廓误差,加工时要严格按照相关标准进行绘制,零件的各个部位应当与各个坐标轴平行,还需要精确设计拐点位置,避免直角加工现象的发生,提高零件加工的精确度,促进数控机床加工工艺的普及和推广,提高零件加工企业的市场竞争力。

4数控机床加工机械螺纹类零件的主要工作原理

加工机械螺纹类零件的工作中,最常使用的是数控机床加工工艺,数控机床加工工艺可以提高机械螺纹类零件的精确度和安全性,确保零件具有较高的质量,提高螺纹类零件加工的效率,促进零件加工业的快速发展。目前,内螺纹、外螺纹、单线螺纹、多线螺纹、变螺距螺纹以及固定螺距螺纹等是市场上最普遍的机械螺纹类零件,传统的加工手段是依据螺纹线路对零件进行切割和改造,但是机械加工主要使用车削加工技术,以机械的传动带动刀具进行加工,提高了零件加工的质量,大大缩短了零件加工时间。

5机械螺纹类零件的数控机床加工技术研究

5.1螺纹切削加工技术

其中,切削螺纹通常采用模具或成型刀具来对工件螺纹进行加工,包括车削、攻丝、旋风切削,铣削、套丝、研磨等。在对螺纹进行车削、磨削以及铣削时,工件每转一转,需确保机床传动链能够按照工件轴的方向进行均匀、准确的移动,在进行套丝或攻丝时,需要确保板牙或丝锥能够相对于工件采取相向旋转运动。同时,由螺纹沟槽来对刀具进行轴向移动引导。在数控机床对螺纹进行车削时,需要采用螺纹梳刀或成形车刀来实现。在使用成形车刀来对螺纹进行车削时,考虑到刀具在结构上较为简单,因此,成形车刀非常适合对机械螺纹类零件进行单件加工或小批量的加工。而在应用螺纹梳刀对螺纹进行车削加工时,因其刀具有着较为复杂的结构,但其生产效率却极高,因此,该刀具非常适用于对短螺纹工件进行一般批量或大批量的生产与加工。通常而言,普通的数控车床对机械螺纹零件的车削螺距精度可在8~9级。而对于专业高效的特殊类数控机床来说,其对螺纹的加工精度以及生产效率都能够得到显著提高。

5.2螺纹磨削加工技术

还有一种是螺纹磨削加工技术,该技术是通过螺纹磨床对淬硬工件进行高精密度螺纹加工的技术手段。根据不同的砂轮截面形状,可将螺纹磨削划分成单线与多线两种磨削加工技术。其中,单线磨削是采用单线砂轮进行零件加工的,其加工螺旋的精度能够达到5~6级,而其表面粗糙度则能够达到1.25~0.08微米。通过单线砂轮能够使零件的修整更加方便,该技术非常适合对精密丝杆、蜗杆、螺纹量规等机械零纹零件实施小批量的磨削加工,技术优势较为明显。

结束语

数控机床的加工技术已经成为国际加工螺纹零件的通行技术手段,在有限的时间内能够最大限度地保证零件的生产数量和质量,最大限度地提高螺纹零件的生产效率。同时,该过程不仅提升了产品的综合性能,还能够在有限的加工过程中增加辅助性的程序,制作出更为细致和更为优化的螺纹零件,这是传统机床加工所缺少的。在数控机床的加工过程中,为了有效地提升加工精度和加工效率,应该对程序进行设定,同时参照加工工艺并按加工步骤逐步开展加工作业,从而提高加工质量水平,制造出符合标准条件的产品。随着数控机床在机械加工范围的广泛应用,产品的性能和行业的竞争力明显提升,同时也有效地增加了行业间的竞争力。

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