1前言

內(nèi)外螺紋加工技術(shù)是槍械生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。槍械制造單元內(nèi)、外螺紋鎖緊的精度直接決定了槍械的射擊精度和使用壽命。下面重點介紹內(nèi)螺紋的數(shù)控加工技術(shù)。

2設(shè)計原理分析

雖然車削螺釘屬于車削螺紋的范疇，但與車削螺紋有本質(zhì)區(qū)別。車削螺紋只需要給出螺距、進給深度和切削長度，給出螺紋加工循環(huán)的指令G92即可完成車削。除了上述數(shù)據(jù)外，絲杠還需要精確控制進給點的起始位置和角度。所有的螺釘加工都要求螺釘?shù)钠鹗冀?螺釘?shù)钠瘘c與工件水平基準面的夾角)，范圍為30° ~ 40°，這就要求夾具在軸向定位的同時，必須精確限定工件的旋轉(zhuǎn)角度，然后數(shù)控系統(tǒng)通過專用的螺紋加工循環(huán)指令G32 [1]完成加工。一臺零件車床的螺旋過程如圖1所示，其中旋切起點坐標距C平面50.4 mm(Z方向)，沿C平面順時針旋轉(zhuǎn)，螺距為3 mm .螺旋面粗糙度值ra ≤ 1.6 μ m。

2.1夾具設(shè)計思路

假設(shè)工件為回轉(zhuǎn)圓柱體，在內(nèi)孔某一位置的軸向距離處加工內(nèi)螺紋，優(yōu)選自定心卡盤夾緊工件。圓柱形旋轉(zhuǎn)體可以任意夾在自定心卡盤中，旋轉(zhuǎn)時是一個正圓。當(dāng)工件旋轉(zhuǎn)一周時，為了控制絲杠的起始角度，需要在自定心卡盤或?qū)Ｓ脢A具中限制工件的徑向旋轉(zhuǎn)位置角度。通常的做法是先在工件外圓上銑平面，要求銑平面的平面度≤0.05mm，相對于工件軸線的平行度≤0.02mm；然后以銑出的平面為加工基準，在給定軸向尺寸的外圓上鉆φ4mm的工藝孔，并在后續(xù)工序的可拆卸部分鉆工藝孔，要求相對于基準平面的垂直度≤0.03mm；鉆孔后，插入φ4mm銷釘，將工件放入自定心卡盤。將φ4毫米的銷釘緊緊地連接到自定心卡盤的三個卡爪中的一個卡爪上，然后擰緊。工藝引腳的位置如圖2所示。至此，解決了圓柱形工件在自定心卡盤中的徑向定位問題，即螺旋線的起始角受限[2]。圖3顯示了燃燒室工件。

如果工件的外輪廓是立方體，就需要加工孔內(nèi)的螺桿，還有控制螺桿起始角度的問題。通常的做法是先制作專用工裝，用夾具限制工件的徑向旋轉(zhuǎn)角度，可以方便地限制內(nèi)螺紋的初始角度。

2.2加工難點分析

由于螺釘?shù)亩它c往往與工件基準面有著非常高精度的位置尺寸關(guān)系，所以在加工內(nèi)孔螺釘時，需要在窗口進刀和退刀(窗口相當(dāng)于加工螺紋時的進刀和退刀槽)，也就是說整個螺釘加工過程都是在斷續(xù)切削的情況下進行的，同時刀盤直徑會受到孔徑的限制，每次刀具行程后刀盤都會反彈。另外，由于被加工螺旋面的表面質(zhì)量要求很高，一般要求表面粗糙度Ra達到0.8 ~ 1.6微米，所以對加工內(nèi)螺紋所用的刀具要求很高。

對于內(nèi)孔螺旋刀具，在加工過程中存在排屑空間小、冷卻不充分、連續(xù)斷續(xù)切削等問題，會造成刀具的非正常磨損，從而大大縮短其使用壽命。這些問題在孔中螺釘?shù)募庸ぶ卸紩龅絒3]。刀具磨損后，螺旋面的表面質(zhì)量將達不到工藝要求。同時，斷續(xù)切削產(chǎn)生的反彈力也會增大。當(dāng)達到金屬疲勞極限時，刀桿將從頸部或根部斷裂。斷續(xù)切削還會使刀具刃口急劇磨損，產(chǎn)生脫刀現(xiàn)象，造成螺旋槽底部直徑減小，達不到尺寸要求的問題。只有改善加工區(qū)域惡劣的切削環(huán)境，才能繼續(xù)加工。

2.3工具應(yīng)用分析

為了解決上述問題，通常選擇高速鋼制作刀具。高速鋼具有較高的強度和韌性，能耐高溫和抗沖擊。在滿足工件孔徑和螺旋槽單邊深度限制的前提下，盡可能增大刀桿的截面積，使刀具具有較好的強度和韌性，可以抵抗斷續(xù)切削引起的刀頭回彈現(xiàn)象。刀也應(yīng)該磨快，以盡量減少讓刀的發(fā)生。同時，切削液要充分噴灑，切削速度要低，用粗、精車小余量切削，可以把刀具磨損降到最低。圖4顯示了切割器。

2.4切削工具的研磨

在實際應(yīng)用中，由于工件孔徑的限制，刀盤寬度應(yīng)小于內(nèi)孔直徑，這樣刀具才能進入孔內(nèi)進行切削。為了盡可能地增加刀桿的橫截面積，切削刃與刀桿之間的距離只需略大于螺旋槽的單邊深度即可。這就減少了可重復(fù)使用工具的數(shù)量，特別不適合手工打磨和重復(fù)使用。要解決這個問題，把小磨頭放在自定心卡盤上夾緊并開始正轉(zhuǎn)，把刀具放在刀架上略高于磨頭中心軸線的位置，然后擰緊，用手輪把刀具移到磨頭上，稍微進給刃口使其變鋒利。圖5顯示了工具研磨。

3編程

螺紋加工常用的指令有G92、G32和G76等。螺絲進給必須在窗口處進行，螺絲的起始角度必須正確，才能準確定位螺絲的起始位置。每次切削后，編輯退刀步，否則會過切，導(dǎo)致起始位置偏差。經(jīng)過多次試驗和比較，選擇G32指令進行編程。G32代碼后綴可以編輯前進和后退數(shù)據(jù)，也可以編輯Q指令來改變起始角度。采用G32指令的缺點是編程工作量大。因為一個程序段語句只能控制一個動作，所以需要編輯多個程序才能完成螺旋車削過程[4]。圖6是一個零件的螺旋加工圖形，其中螺旋的起點B在φ19.2mm的圓上，螺距為(7±0.045)mm，為右旋。螺旋面粗糙度值ra ≤ 1.6 μ m

編輯過程如下。

T0101 M04 S20

G0 X-15.6 Z20 M08

Z-74.44

G32 X-16.2 F30 J0 K0

G32 Z-60.7 F7 J0 K0

G0 X-15.6

Z-74.44

G32 X-16.3 F30 J0 K0

G32 Z-60.7 F7 J0 K0

G0 X-15.6

Z-74.44

G32 X-16.4 F30 J0 K0

G32 Z-60.7 F7 J0 K0

G0 X-15.6

Z-74.44

G32 X-16.5……

程序依次編譯，直到“G32 X-20.2……”，可見編程工作量非常大。但在實際加工中，工序大小可控，加工精度有保證，工序符合度100%。

4結(jié)束語

螺桿加工技術(shù)不僅應(yīng)用于軍工產(chǎn)品制造領(lǐng)域，也廣泛應(yīng)用于民用產(chǎn)品制造。螺桿不僅可以在數(shù)控車床上加工，也可以在四軸數(shù)控銑床上加工。這項技術(shù)不是一朝一夕可以完成的，需要多年的實踐經(jīng)驗。摘要:通過對車削夾具和刀具使用的分析和改進加工方法的介紹，本著實用性的原則，重點分享了孔內(nèi)螺釘?shù)募庸すに嚭徒?jīng)驗，試圖解決類似加工中遇到的實際問題。