車銑復合加工中心加工變導程變深度螺桿的工藝技術

沈爽 唐斌

摘要：變導程變深度螺桿在實際機械中的應用中的作用非常重要。為了提高變導程變深度螺桿的加工效率、改善工件表面質(zhì)量，本文研究采用車銑復合加工中心加工變導程變深度螺桿的工藝技術，通過實際應用驗證了車銑復合加工中心加工在加工變導程螺桿上具有精度高，效率高的優(yōu)勢。

關鍵詞：車銑復合加工中心;變導程螺桿加工;工藝技術1車銑技術的主要特點

（1）車銑是間斷切削，因此無論加工何種材料的工件都能得到較短的切削，易于自動除屑。

（2）間斷切削使刀具又充足的冷卻時間，刀具切削溫度相對較低。

（3）與傳統(tǒng)車削相比，車銑極易實現(xiàn)高速切削，而高速切削的一切優(yōu)點可在車銑中得以體現(xiàn)。

（4）由于切削速度是由工件和刀具的回轉(zhuǎn)速度共同合成，因此不需要使工件高速旋轉(zhuǎn)也能實現(xiàn)高速切削，有利于對大型工件進行高速切削。尤其重要的是對于大型鍛件毛坯，工件的超低轉(zhuǎn)速將消除因工件偏心而引起的振動或徑向切削力的高頻周期變化，這些特點使得此類工件的切削過程十分平穩(wěn)，有利于減少加工件的形狀誤差。

（5）轉(zhuǎn)速相對較低，加工薄壁件幾乎沒有由于離心力產(chǎn)生的變形。

（6）當采用高速車銑時，切削變形過程主要是絕熱剪切，所以切屑和刀具帶走熱量較多，因此工件溫度相對較低，熱變形小。

（7）使用較大的縱向進給也能得到較小的表面粗糙度。

（8）如采用CNC車銑中心，需用車、銑、鉆、鑊等不同方法進行加工的工件能在一次裝夾中完成，不需要更換機床，大大縮短了生產(chǎn)周期，防止了重復裝夾誤差。

（9）車銑是多刃切削，結合高速切削可較大地提高生產(chǎn)效率。

（10）多刃切削過程平穩(wěn)，刀具磨損小，這對新型難加工材料和大型回轉(zhuǎn)體毛坯的加工十分有益。2變導程變深度螺桿加工工藝技術

2.1 變導程變深度螺桿

變導程變深度螺桿在實際機械中的應用有著不可或缺的作用，如新型擠塑機變導程推進絲杠在其等速旋轉(zhuǎn)過程中，由于絲杠導程的不斷變化，使絲杠螺旋槽的容腔逐漸變小，從而使得絲杠螺旋槽內(nèi)的物料受到的擠壓力逐漸增大，被擠壓物料的密度也逐漸增大;又如變導程錐形鉆頭和變導程錐形立銑刀，當加大切削用量時，因變距螺旋槽的容腔逐漸加大，使容屑和排屑更加流暢，避免刀具在加工中溫度的急劇上升，有效地提高了刀具的使用壽命。本文中加工的變導程變深度螺桿參數(shù)如下表：

材質(zhì)為鋁合金，螺桿槽為等寬8mm，在50mm長度范圍內(nèi)螺距由15mm漸變到20mm，漸變系數(shù)K=1.06，螺旋槽為右旋。螺桿模型件的表面粗糙度要求達到3.2，精度達到0.lmm，三維模型如下圖1。

2.2 加工螺旋槽的球頭銑刀的選擇

數(shù)控機床上使用的刀具應滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求。

銑刀的選擇因遵循銑刀類型與工件表面形狀和尺寸相適應的原則。加工較大的平面應選擇面銑刀;加工凹槽、較小的臺階面及平面輪廓應選擇立銑刀;加工空間曲面、模具型腔或凹槽成形表面等多選用球頭銑刀;加工封閉的槽選擇槽銑刀;加工變斜角零件的變斜角面應選用鼓形銑刀;加工各種直的或圓弧形的凹槽、斜角面、特殊孔等應選用成形銑刀。工件材料不同，選擇不同材料銑刀。一般硬質(zhì)合金刀具適合加工中等硬度的材料，對于一些工件材料硬度高、切削性較差的特點，為了提高加工效率和加工質(zhì)量，應選用超細晶粒硬質(zhì)合金銑刀。超細晶粒硬質(zhì)合金銑刀強度高、耐沖擊，是加工難加工材料的首選刀具。螺桿的材料是鋁合金，這類材料硬度較低，螺桿槽深不是很大、刀具磨損不是很嚴重。基于以上因素，選擇球頭銑刀作為螺旋曲面的加工刀具。

球頭銑刀基本參數(shù)如下：

材料：硬質(zhì)合金刀片;

刀片頭數(shù)：1頭;

規(guī)格：R3X6X30X80。

2.3 工藝技術分析

首先在普通機床上進行了粗加工，粗加工后毛坯長度為180mm，直徑為74 mm。在加工完非裝夾端面之后鉆一個中心孔便于在車銑復合加工中心上裝夾，防止工件由于夾緊力不夠造成變形，進而影響到加工精度，甚至發(fā)生損壞機床的事件。由此可見，加工一個中心孔是十分必要的。粗加工之后，使用車銑復合加工中心進行試切。加工完畢的工件圖2所示。加工過程中主要切削參數(shù)：第一道工序車削外圓廓，主軸轉(zhuǎn)速1000r/min，進給140mm/min。第二道工序銑螺旋槽，銑刀轉(zhuǎn)速3000r/min，第三道工序銑六方體，銑刀轉(zhuǎn)速3000r/min。3結論

變導程變深度螺桿零件是一類具有代表性且造型比較規(guī)范的、典型的回轉(zhuǎn)類復雜零件。本文針對螺桿三坐標加工工藝和編程中常用的方法，提出了采用了車銑復合加工中心實現(xiàn)了較為有效的加工方法，使加工效率獲得了提高。

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