外螺紋配合件加工工藝與分析研究

【摘要】本文結合筆者自身的知識與經驗，將論述外螺紋配合件的加工的設備選擇、加工分析與工藝等重要的部分，研究其加工的工藝和方法，分析合理的加工工藝方案，對于提升產品的加工質量有積極的意義。

【關鍵詞】外螺紋配合件；加工工藝；設備

1.引言

外螺紋配合件在我國的應用十分廣泛，尤其是隨著加工設備與加工技術的不斷進步，外螺紋配合件的加工要求也在不斷的提升，考慮到配合件的材料、高精度、形狀符合要求、外觀美觀等要求，在加工中需要對加工的設備、型號、刀具、轉速、背吃刀量等進行確定，加工設備的選擇與加工工藝的確定對于加工有著決定性的作用。而在加工中的刀具、設備、主軸轉速、背吃刀量等工藝要求必須和加工的外螺紋配合件的實際情況相結合。

2.加工設備的選擇

隨著加工技術和控制技術的進步，要達到較高精度和較高效率的外螺紋配合件的加工一般會采用數控機床來進行，數控機床是通過程序控制系統進行數字化信號的控制，加工信息可以實現程序化的操作，避免人為的干擾，其組成部分一般包含四個方面：其一，數控裝置，數控裝置由I/O設備、CPU處理系統、計算機存儲系統和接口電路組成；其二，控制媒介，要建立可靠的人機交互控制，必須通過控制介質來實現，有穿孔紙帶、磁帶、磁盤或其他媒介；其三，設備主機，機床主機是數控只裝通過伺服系統將運動控制傳遞到部件，使之達到準確的位移；其四，伺服系統，伺服系統的作用是將脈沖控制信號通過處理系統轉化為機床的移動，其組成部分包括檢測單元、放大單元、執行單元和控制對象等。

3.外螺紋配合件加工工藝分析

3.1 外螺紋配合件加工方案

（1）加工方案的選擇：加工方案的選擇時要注意幾個方面的因素。例如加工外螺紋配合件的類型、加工生產的現場環境、加工材料與力學性能、加工形狀尺寸與精度要求、加工的表面技術要求規范。

（2）加工安排：當確定加工的方案之后，要從整個加工的要求來控制加工工序的安排，由于外螺紋配合件的加工比較復雜，因而要優化其加工的工序，制定科學合理的加工步驟非常必要，為了保證加工的技術質量，合理使用加工設備，便于安排處理工序，加工安排有粗加工、半精加工、精加工和光整加工等階段。

（3）工序劃分：為了能夠更好的運用專用設備和數控機床，需要注意工序的劃分，其劃分的原則有工序集中原則、工序劃分原則和工序分散原則。一般工序劃分時要根據生產的綱領，對外螺紋配合件的形狀結構和技術要求等進行分析，一般采用工序集中的原則來進行劃分，參考安裝的次數、使用的刀具和加工中的粗加工、半精加工和精加工等進行分析。加工根據其主要的精度和參照，一般是基準面先行、先粗后精、先面后孔和先主后次的原則，并且要進行熱處理安排，以消除零件中存在的殘余應力。

（4）輔助工序：輔助工序主要包含清洗、防銹、去毛刺、檢驗、去磁、平衡等操作，在輔助工序中需要注意幾個方面，例如重要工序的前后安排、粗、精加工的工序安排、工件在加工過程中的工作平臺的轉換工作、加工完成之后的維護工作。

3.2 加工工序的設計

工序設計工作需要從幾個方面進行參考：其一，加工的尺寸規格和加工表面應該與機床相互適應，機床的精度和加工精度相互適應；其二，加工中的夾緊方案和定位基準的確定，定位過程中要避免過定位，夾緊方案與零件的形狀相符合；其三，刀具要保證精度高、切削性能好、可靠性高、耐用性好、斷屑與排屑性能好等；其四，加工余量與尺寸偏差的確定、時間定額與切削用量的確定等。

可以分析出，零件的總長度為96mm，最大外徑為60mm，零件的毛坯可以考慮采用

150mmXφ62mm的#45鋼，零件中的特征有外螺紋M30X2，圓柱φ40mm、φ24mm，端面、圓弧、退刀槽等，零件的形狀較為復雜，并且尺寸要求較高，加工具有一定的難度，數控車床可以滿足零件的加工要求。

3.3 加工操作

加工之前采用三爪卡盤進行固定，可以保證較高的夾持效率，加工的工序基準的定位也較為方便，加工所用的刀具包含硬質合金的5mm切斷刀和刀尖角為30度的硬質合金刀，零件的材料為#45鋼，因而還需要注意刃磨刀具。加工操作包含幾個步驟：其一，粗車外表面，采用尖角為30度的硬質合金刀具進行粗車，得到工件的基本外形，數控車床中的程序命令為外圓循環G71指令，粗車外表面為切端面、圓弧、外圓、圓弧、外圓、退刀、回到原始位置。其二，精車外表面，在已經得到的粗車外表面的基礎上，采用尖角為30度的硬質合金刀具進行精加工。其三，切槽，用硬質合金的5mm切斷刀進行切槽。其四，外螺紋切制，采用尖角為60度的硬質合金刀具，在加工中為了確保內外螺紋的配合性，需要確保外螺紋的尺寸比設計的圖紙小0.15mm左右；其五，切斷，當零件的特征加工達到需要的尺寸要求之后，采用5mm的硬質合金刀具進行切斷，得到零件。

3.4 加工中的注意問題

在加工中需要注意主軸轉速、背吃刀量、進給速度的控制，其切削的要素與普通的機床控制相似，在粗加工中盡量選擇大的背吃刀量，以減少進給的次數，但要注意加工材料的剛性和機床的功率等。此外，在設計工序加工中，要正選擇背吃刀量、主軸轉速、進給速度等參數，以提升加工效率和加工質量為綜合考量的條件。在加工中，注重零件的加工質量，由于加工上下表面的粗糙度較大，因而要適當的調整定位、夾緊和轉速等條件。刀具或主軸的裝夾不當會造成較大的徑向跳動，影響粗糙度；過定位或夾緊力過大會傷害到零件表面，甚至會導致定位端面的偏斜；切削用量選擇時一般采用較大的切削速度和較小的進給量。加工中必須堅持粗糙度、精度、尺寸、形狀等控制原則，合理的調配刀具的幾何參數、加工切削速度、切血量等都能有效的提高零件的加工質量。

4.結束語

我國的機械加工的產品非常廣泛多樣，外螺紋配合件作為其中較為常用的一種，研究其加工的工藝和方法，分析合理的加工工藝方案，對于提升產品的加工質量有積極的意義，相關研究值得進一步深入。

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