許小娟

（蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇蘇州215000）

數(shù)控車實(shí)操中異型牙螺旋線的編程與加工

許小娟

（蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇蘇州215000）

數(shù)控車是利用數(shù)字程序進(jìn)行車床控制，主要用于各種類型的工具組合以及需要進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械，其中異型牙螺旋線就是其中的一種被加工的工具。為了避免加工錯(cuò)誤及誤差，對數(shù)控車實(shí)操中異型牙螺旋線的編程與加工進(jìn)行細(xì)致的分析研究確定。

數(shù)控車實(shí)操；異型牙螺旋線；編程與加工

引言

異型牙螺旋線是數(shù)控車實(shí)操中加工數(shù)量較多的一種零件，主要原因就是其使用量以及使用范圍較廣，并且較為復(fù)雜，對于數(shù)控車的操作要求較高，數(shù)控車的常用編程以及加工手段無法滿足這一零件，需要進(jìn)行刀片類型的調(diào)整，同時(shí)需要對數(shù)控床進(jìn)行研究分析和選擇，保證編程加工過程中不出現(xiàn)問題，既不影響被加工零件也不影響數(shù)控床，進(jìn)行編程的調(diào)控主要目的不僅僅是更為適合形成螺旋線，滿足異型牙螺旋線的加工需求，還包括能夠進(jìn)一步促進(jìn)加工的效率提升以及加工質(zhì)量的發(fā)展，由此可見，進(jìn)行數(shù)控床實(shí)操中異型牙螺旋線的編程與加工研究是具有現(xiàn)實(shí)價(jià)值的。

1　異型牙螺旋線的零件圖形分析

1.1零件形狀的分析（見圖1）

圖1　異型牙螺旋線的零件圖形（mm）

從圖1中可以看出，該零件需要在外圓中加工一條異型的螺旋線。從圖中的數(shù)據(jù)可以看出，該零件需要加工的螺旋線的短軸為3.5 mm，長軸應(yīng)該為4.5 mm。由圖形可以分析，橢圓應(yīng)該以10 mm的螺距螺旋制成。

1.2橢圓牙型螺旋線尺寸的分析

在螺旋線加工的過程中一定要注意，道具起始與結(jié)束的兩端應(yīng)該根據(jù)機(jī)械加速與減速的快慢留下相應(yīng)的空隙，因此螺旋線加工起始時(shí)應(yīng)該把道具切割的起刀點(diǎn)與工具編程的零點(diǎn)偏移一定的距離［1］。起刀點(diǎn)與工具編程零件的偏移距離應(yīng)該科學(xué)的計(jì)算，以精確加工零件的螺旋線。在偏移距離計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)該將異型牙的局部零件示意圖放大，再根據(jù)螺旋線加工的橢圓方程建立坐標(biāo)系。圓心O到點(diǎn)A的距離為2，通過幾何計(jì)算出橢圓O在建立的坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，螺旋線加工的起始點(diǎn)則為坐標(biāo)系中3.693的位置，螺旋線加工的終點(diǎn)應(yīng)該在坐標(biāo)系中與起始點(diǎn)對應(yīng)的-3.693的位置，再經(jīng)過相關(guān)的計(jì)算可以得到螺旋線加工橢圓中心的坐標(biāo)位置，該異型牙螺旋線橢圓中心的坐標(biāo)經(jīng)過計(jì)算應(yīng)該在（64，5）的位置上。

2　異型牙螺旋線加工刀具的選擇

根據(jù)異型牙螺旋線的形狀圖像分析可以看出，橢弧形的刀具比較適合異型牙螺旋線的加工，但橢弧形刀具進(jìn)行異型牙螺旋線加工對其橢圓的弧度有一定的要求，即橢弧形刀具圓弧的弧度應(yīng)該與異型牙螺旋線橢圓的弧度保持一致，否則不僅影響異型牙螺旋線的加工，橢弧形刀具也會受到較大的損傷。橢弧形刀具雖然是最適合異型牙螺旋線加工的刀具，但橢弧形刀具的生產(chǎn)制造十分困哪，且對橢弧形刀具弧度的要求十分之高，若橢弧形刀具弧度與螺旋線橢圓的弧度稍稍不符，則會造成很大的損失，因此在異型牙螺旋線的生產(chǎn)過程中一般不建議利用橢弧形刀具進(jìn)行異型牙螺旋線的加工。在常規(guī)異型牙螺旋線的加工過程中，一般采用經(jīng)過多次試驗(yàn)的常規(guī)加工方法，即利用圓弧刀進(jìn)行異型牙螺旋線的加工，圓弧刀加工異型牙螺旋線需要保持一定的加工角度，經(jīng)過多次試驗(yàn)，刀尖角度為三十五度為最佳，主偏角為七十二度半為最佳，主后角一般為六度到八度之間，圓弧刀的半徑為0.2 mm為最佳。

3　異型牙螺旋線編程的思路分析

螺旋線根據(jù)截面的形狀不同主要可以分為五類，其分別是梯形螺旋線、三十度梯形螺旋線、六十度三角形螺旋線、鋸齒形螺旋線、矩形螺旋線等。這五類螺旋線的牙型一般都十分標(biāo)準(zhǔn)，只需要利用成型刀具進(jìn)行常規(guī)加工就能夠得到，而異型牙螺旋線的牙型都是無規(guī)則的，特別是橢圓形的異型牙，對于這類不規(guī)則牙型的異型牙螺旋線的加工只能夠通過編輯宏程序控制操作。異型牙螺旋線交工使用的刀具一般為尖刀，且一般刀具會有三十五度的刀尖角度。異型牙螺旋線刀具加工的運(yùn)動(dòng)軌跡十分復(fù)雜，其不僅能夠根據(jù)橢圓的形狀運(yùn)動(dòng)，其還需要按照螺旋線的規(guī)律運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而加工出需要的螺旋線，因此在異型牙螺旋線加工編程過程中，必須要根據(jù)橢圓的變化規(guī)律分析橢圓形狀的變化數(shù)學(xué)關(guān)系，并根據(jù)列出的數(shù)學(xué)關(guān)系式進(jìn)行編程，編程的過程要充分利用宏程序的思維及技術(shù)。異型牙螺旋線的加工過程中，圓弧與平面直線的補(bǔ)插通?？梢岳脭?shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)，再通過異型牙螺旋線加工的螺距與牙型角度確定異型牙螺旋線截面的方程式，接下來，需要將異型牙螺旋下的平面加工輪廓分成多個(gè)小段。編程之前需要先建立數(shù)學(xué)模型，數(shù)學(xué)模型需要對異型牙螺旋線平面加工的輪廓與各個(gè)基點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，然后再對數(shù)學(xué)建模得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，數(shù)據(jù)處理與分析過程主要是利用CNC精密度技術(shù)，利用該技術(shù)計(jì)算出平面輪廓中各個(gè)節(jié)點(diǎn)與基點(diǎn)的坐標(biāo)位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)異型牙螺旋線的加工與控制。根據(jù)異型牙螺旋線加工控制過程可以看出平面輪廓節(jié)點(diǎn)的劃分越多，平面輪廓節(jié)點(diǎn)與基點(diǎn)越多，異型牙螺旋線的加工就越準(zhǔn)確。

4　異型牙螺旋線編程與加工分析

異型牙螺旋線形狀圖中的陰影部分是需要切除的部分，在異型牙螺旋線的編程與加工過程中陰影中的部分一般需要被劃分成多個(gè)段位［2］。異型牙螺旋線的加工過程對刀尖的角度有一定的要求，如果加工過程中刀尖沒有一定的角度，則很容易在加工過程中出現(xiàn)干涉問題，因此在異型牙螺旋線加工過程中，交工刀具的刀尖一般需要保持五十五度的角度，外圓車刀應(yīng)該保持三十五度的角度。異型牙螺旋線的加工螺距為10 mm，刀具交工切削螺旋線時(shí)受到的阻力很大，因此刀具的質(zhì)量及車床的質(zhì)量必須要有保障，否則不能承受較大的阻力而使得異型牙螺旋線的加工過程受到干擾或中。一般情況下機(jī)床為三百轉(zhuǎn)每分鐘左右的轉(zhuǎn)速為最佳，然而在異型牙螺旋線的實(shí)際加工過程中，外圓X的余量消磨耗時(shí)調(diào)整需要分為三次進(jìn)行，第一次調(diào)整一般加工1.6 mm，接下來兩次加工分別需要1 mm與0.4 mm，且在第三次調(diào)整加工時(shí)為了減小步距應(yīng)該進(jìn)行進(jìn)刀加工，進(jìn)而降低異型牙螺旋線加工表面的粗糙程度，提升異型牙螺旋線加工的質(zhì)量。

5　異型牙螺旋線加工過程的精度控制

異型牙螺旋線加工的進(jìn)度要求較高，在異型牙螺旋線加工的過程中一般會通過調(diào)整X的余量來提升加工的精度，工件對刀的過程中，X方向流出0.3 mm的余量可以有效的提升交工的精度。在異型牙螺旋線家狗狗完成之后，采油測量精度較高的游標(biāo)卡尺測量，并通過進(jìn)一步的磨耗修調(diào)增加異型牙螺旋線的精度。

6　異型牙螺旋線加工過程中需要注意的事項(xiàng)

異型牙螺旋線加工過程中較為復(fù)雜，編程與加工過程較為困難，且在編程與加工過程中需要注意很多問題，進(jìn)而保證異型牙螺旋線的加工精度［3］。首先，機(jī)床的步距與切口深度應(yīng)該根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以幫助刀具更好的工作，最大限度的發(fā)揮刀具的切割能力。異型牙螺旋線的加工過程最然較為困難，但通過對異型牙螺旋線形狀的科學(xué)合理分析，根據(jù)螺旋線的特點(diǎn)及刀具的具體情況選擇適合的加工刀具，并科學(xué)的設(shè)計(jì)編程思路，注意異型牙螺旋線加工過程中的問題，異型牙螺旋線的加工不僅能夠?qū)崿F(xiàn)，且還可以達(dá)到較高的加工精度。

7　結(jié)語

數(shù)控床實(shí)操中異型牙螺旋線的編程與加工研究的意義在于能夠進(jìn)一步促進(jìn)異型牙螺旋線零件的精準(zhǔn)性提升，加工效率增加。異型牙螺旋線在各種工具各種器械以及各種結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較為寬泛，所起到的作用較大，主要就是連接作用，沒有較多的角度以及大小的限制，但是加工過程中所遇到的問題加大，主要就是要求較高，材質(zhì)處理較為困難，運(yùn)用各種設(shè)備進(jìn)行處理過程中容易出現(xiàn)處理不干凈的情況，現(xiàn)今處理的主要應(yīng)用設(shè)備就是數(shù)控床，主要原因就是數(shù)控床的刀片能夠進(jìn)行更換，處理質(zhì)量能夠保證，數(shù)控床是由數(shù)控技術(shù)掌控的，精準(zhǔn)度能夠保證，本文探究的主題具有實(shí)際的價(jià)值。

［1］陸霞，馬軍.數(shù)控車實(shí)操中異型牙螺旋線的編程與加工［J］.科技與創(chuàng)新，2015（4）:108；110.

［2］毛丹洪.異型牙螺旋線的編程和加工［J］.科技經(jīng)濟(jì)市場，2014（8）: 79.

［3］左瑞華，王雅娟，石磊等.經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鉆孔加工的研究［J］.制造技術(shù)與機(jī)床，2015（3）:110-111.

（編輯：楊婷婷）

The Programming and Processing of CNC Spiral Shaped Teethin the Practical Operation of the Car

Xu Xiaojuan
（Suzhou Higher Vocational and Technical School，Suzhou Jiangsu 215000）

Numerical control car is the use of digital procedures for the control of the lathe，mainly used for various types of tools and the need for a combination of rotating machinery，which is one of the special spiral thread is a tool to be processed.In order to avoid machining error and error，this paper analyzes process and manufacture of the spiral shaped teeth.

NC operation；spiral shaped teeth；programming and processing

TG519

A

2095-0748（2016）10-0066-03

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.10.28

2016-05-16

許小娟（1982—），女，江蘇蘇州人，本科，畢業(yè)于江蘇技術(shù)師范學(xué)院，就職于蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，研究方向：數(shù)控技術(shù)。