高小軍

（廣東省工商高級(jí)技工學(xué)校，樂(lè)昌 512200）

鑒于功能的復(fù)雜性，異型螺桿具有多種類(lèi)型的參數(shù)，而在加工異型螺桿過(guò)程中，需要注意對(duì)加工技術(shù)的使用，嚴(yán)格控制異型螺桿的加工技術(shù)，才能滿足其高精度的需求，從而提升異型螺桿產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化其在供送裝置中的性能。

1 異型螺桿模型概述

一般對(duì)異型螺桿進(jìn)行分類(lèi)，會(huì)根據(jù)其槽底的參數(shù)進(jìn)行劃分，分別為等螺距等深螺桿、等深變螺距螺桿、變深等螺距螺桿以及變深變螺距螺桿。而四種不同類(lèi)型的參數(shù)則用其數(shù)學(xué)模型來(lái)表示。

等螺距等深螺桿：

等深變螺距螺桿：

變深等螺距螺桿：

變深變螺距螺桿：

2 異型螺桿的數(shù)控加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)對(duì)異型螺桿數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行研究，了解其數(shù)學(xué)模型后，本文設(shè)計(jì)了關(guān)于異型螺桿的螺旋曲面加工系統(tǒng)，將該系統(tǒng)被命名為CAM系統(tǒng)。

2.1 模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)了參數(shù)讀取模塊、信息分析模塊、特征識(shí)別模塊、刀軌計(jì)算模塊以及后期處理模塊。該模塊設(shè)計(jì)能夠讓系統(tǒng)在讀取到需要加工的曲面參數(shù)信息以后，依據(jù)對(duì)異型螺桿零件外形的識(shí)別，模擬出實(shí)體信息，并在機(jī)床上生成刀軌程序，經(jīng)過(guò)后期處理模塊的反復(fù)驗(yàn)證，最終執(zhí)行運(yùn)行[1]。

2.2 異型螺桿數(shù)控加工技術(shù)要點(diǎn)

異型螺桿的數(shù)控加工技術(shù)要點(diǎn)主要從三方面來(lái)談。

2.2.1 機(jī)床要點(diǎn)

異型螺桿的加工對(duì)機(jī)床具有一定要求，通常以數(shù)控加工技術(shù)來(lái)加工異型螺桿，要求機(jī)床為四軸四聯(lián)動(dòng)型號(hào)，而該種型號(hào)的機(jī)床具有X、Y、Z三個(gè)平移坐標(biāo)，另外附帶一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)形式的坐標(biāo)。在該種機(jī)床上進(jìn)行異型螺桿的加工，采取三軸聯(lián)動(dòng)的方式，將X軸作為豎軸，讓A軸環(huán)繞X軸來(lái)旋轉(zhuǎn)，而Z軸將會(huì)作為主軸被利用起來(lái)。

2.2.2 程序要點(diǎn)

為確保異型螺桿加工的精密性，需要在加工之前就做好數(shù)控編程工作。將異型螺桿的參數(shù)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)到CAM系統(tǒng)中，分別編輯兩套不同作用的加工程序。一套為初步加工過(guò)程中的粗加工程序，一套則為后期精密處理的細(xì)加工程序，該種程序編輯方式能夠確保異型螺桿的質(zhì)量，也能提升異型螺桿加工效率。

粗加工編程的設(shè)定主要是為了實(shí)現(xiàn)去除螺旋槽中多余物質(zhì)的功能，為細(xì)加工程序減輕工作量。而該程序的設(shè)計(jì)能夠?yàn)榫庸ご蛳铝己玫耐庑位A(chǔ)，促使精加工階段的加工效率以及對(duì)異型螺桿質(zhì)量的掌控[2]。在粗加工工序中，為提高工作效率，通常在機(jī)床中安裝平底棒銑刀，該種刀具直徑較大，能夠在粗加工工序中起到良好的效果。粗加工的具體編程為：第一，以CAM系統(tǒng)中的Modeling模塊來(lái)提取所需要加工的異型螺桿的螺旋槽底螺旋線參數(shù)，仔細(xì)測(cè)量選取的兩條螺旋線最短距離，以平底棒銑刀作為加工刀具進(jìn)行零件加工；第二，按照選擇的兩條螺旋線來(lái)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，以該種方法選擇異型螺桿的曲面造型，進(jìn)完成螺旋槽底的曲面加工；第三，利用多軸方式進(jìn)行銑加工，根據(jù)機(jī)床上數(shù)軸的設(shè)定，以X軸作為異型螺桿的向，以Y軸和Z軸來(lái)確定異型螺桿的徑向；第四，選用way From Line方式作為刀軸面的加工方式，選定軸線為加工對(duì)象，完成異型螺桿表面的加工工作，而當(dāng)確定好容差，則可以生成本次粗加工的刀位軌跡。

異型螺桿的細(xì)加工工序是在粗加工完成以后，對(duì)零件進(jìn)行打磨，進(jìn)一步規(guī)范零件的尺寸、外形等，促使異型螺桿的精準(zhǔn)度達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。細(xì)加工的數(shù)控編程為：第一，根據(jù)異型螺桿的不同截型選擇適合的銑到，并且注意對(duì)銑刀規(guī)格及所選擇的異型螺桿兩條槽底螺旋線數(shù)據(jù)的記錄，利用UG軟件計(jì)算出兩條處于走刀路線中的導(dǎo)動(dòng)線[3]；第二，注意根據(jù)刀具底部半徑來(lái)設(shè)置導(dǎo)動(dòng)線的偏移位置；第三，選擇多軸銑削加工來(lái)完成異型螺桿的細(xì)加工方式，并以螺桿的軸向確定加工坐標(biāo)軸中的X軸，以螺桿的徑向確定加工坐標(biāo)軸中的Y軸和Z軸；第四，細(xì)加工的導(dǎo)動(dòng)線為曲線驅(qū)動(dòng)，利用Away From Line方法計(jì)算中心軸線，對(duì)經(jīng)過(guò)粗加工處理的異型螺桿零件進(jìn)行細(xì)致的容差加工和表面打磨工作。需要注意，應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)牡段灰员阌诳刂飘愋吐輻U的精準(zhǔn)程度。

2.2.3 加工程序要點(diǎn)

異型螺桿的數(shù)控加工程序編輯完成以后，會(huì)生成關(guān)于刀位的刀位文件，其格式通常為GOTO/x、y、z、αx、αy、αz文件中的x、y、z是刀位的坐標(biāo)，而αx、αy、αz則分別為刀位點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的單位矢量。對(duì)該加工程序進(jìn)行后置處理，生成N、X、Y、Z、A程序格式，并且在A軸為旋轉(zhuǎn)軸，以A軸垂直上方作為刀軸方向的情況下，確定單位矢量αx=0，那么A角度將按照式（5）進(jìn)行計(jì)算：

程序當(dāng)中的A角處于連續(xù)性變化狀態(tài)，因此，在根據(jù)公式計(jì)算出A角以后，可以看出后面計(jì)算中的A角小于之前計(jì)算中的A角，因此，在后面的計(jì)算中需要將A角度加360°。而其中X、Y、Z的計(jì)算公式則為：

在CAM系統(tǒng)的數(shù)控編程下，機(jī)床識(shí)別又系統(tǒng)傳達(dá)的工序代碼，并根據(jù)程序設(shè)計(jì)條件完成對(duì)異型螺桿的加工。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，以上述數(shù)控技術(shù)要點(diǎn)及程序加工出的異型螺桿符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。而為了滿足零件精密度的要求，需要在其加工成產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格按照數(shù)控加工技術(shù)要點(diǎn)以及零件生產(chǎn)程序完成加工，以此來(lái)生產(chǎn)出合格的異型螺桿，提升零件生產(chǎn)效率，優(yōu)化零件性能。

3 結(jié)論

異型螺桿零件的存在證實(shí)了零件加工設(shè)計(jì)水平的高超，

[1]冀浩非.基于STEP的異型螺桿數(shù)控加工技術(shù)解析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2017，（21）：48-49.

[2]孫進(jìn).異型螺桿數(shù)學(xué)模型與數(shù)控加工技術(shù)研究[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2016，（22）：31-32.

[3]周青陽(yáng)，車(chē)通，劉日良.基于STEP的異型螺桿數(shù)控加工技術(shù)[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2015，21（5）：1222-1228.