徐永利

（沈陽優(yōu)尼斯智能裝備有限公司，遼寧 沈陽 110142）

現(xiàn)代化加工技術離不開先進制造技術的發(fā)展。隨著產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提升，人們對于機械制造過程的管控也越來越精細。對此，生產(chǎn)部門需要采取一定的措施和技術設備來保證產(chǎn)品精度，進而有效地提升產(chǎn)品質(zhì)量水平。傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程主要是以質(zhì)量加工體系為技術標準來作為產(chǎn)品加工的根據(jù)[1]，其應用周期長，較為耗費人力。隨著智能化先進制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控機床技術逐漸成為機械加工技術的重要組成部分，對于整個機械制造的過程具有重大的影響力，能夠有效地取代傳統(tǒng)的加工模式。同時還能夠大幅度地提升加工速度和加工效率，促進產(chǎn)品質(zhì)量的提升[2]。

1 數(shù)控機床加工技術

隨著計算機軟硬件技術的發(fā)展，工業(yè)制造業(yè)已經(jīng)離不開數(shù)字化的機械精加工技術。由于數(shù)控機床加工技術以數(shù)字化的信息技術為功能實現(xiàn)的基本載體，通過控制機械設備的軟硬件來實現(xiàn)基本的加工需求，同時通過自動化技術來最大限度地減少人工成本，因此具有良好的實踐操作穩(wěn)定性以及優(yōu)異的加工性能，實現(xiàn)了機械產(chǎn)品的深加工。同時機械化的加工過程解放了傳統(tǒng)的人力操作的過程，有效地避免了傳統(tǒng)人力操作中的誤差[3]。隨著智能化技術的發(fā)展，數(shù)控機床技術能夠依靠智能化的控制技術實現(xiàn)數(shù)字化的信息轉型，并根據(jù)一定的工作流程實現(xiàn)深加工。在這個過程中，數(shù)據(jù)編碼技術必不可少，成為數(shù)據(jù)加工中的重要環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)編碼技術能夠使數(shù)控機床按照一定的操作流程進行深加工操作，并且能夠根據(jù)信息編程技術加工功能的自由組合，將想要完成的功能通過程序編碼的形式進行功能實現(xiàn)[4]。還可以結合開放性的數(shù)字化和信息化技術實現(xiàn)開源的編碼開發(fā)。在進行程序編寫時，編程人員可以根據(jù)樣圖的實際要求以及零件的幾何形狀和尺寸的精度要求來進行分析，最終獲取符合實際要求的加工模式和產(chǎn)品。數(shù)控機床加工原理如圖1所示。

2 機械螺紋類零件的加工原理及工藝

機械螺紋類零部件在工業(yè)化進程中起到了關鍵作用，在各類機械部件中具具有廣泛的應用，同時在應用類型上也較為豐富，可以加工好固定螺距螺紋、變螺距螺紋、單線螺紋、多線螺紋、外螺紋以及內(nèi)螺紋等多種類型。對于機械類的零件加工來說，加工過程需要特別注意螺紋零件的工藝處理技術。尤其是在坐標系建立的環(huán)節(jié)當中，應該集中進行引注，對尺寸進行測量。對所有的點、線、面的尺寸及位置進行定義。在該過程中主要是以編程原點為基礎，在進行標注時采用局部分散的標注方法，避免在數(shù)控加工的過程中產(chǎn)生較大的誤差。尤其是在設置刀路時，應該盡可能地簡單設置，選取較為常見的運動軌跡工序，以減少零件在實際加工過程中存在的誤差，并且在進行的過程中，為了保證加工精度的要求，零件的直線輪廓線需要始終平行于坐標軸。以便于更好地提升加工精度，進而保證工件的質(zhì)量。數(shù)控機床實物圖如圖2所示。

圖1 數(shù)控機床加工技術

圖2 數(shù)控車床實物圖

2.1 數(shù)控車床加工螺紋零件

在使用數(shù)控機床進行螺紋零件加工時，刀具的進深不是通過機械傳動實現(xiàn)的，而是依靠編碼器的數(shù)控系統(tǒng)進行主軸控制。主軸通過傳動控制，進而通過刀架的運動控制實現(xiàn)螺紋的深加工。并且主軸的轉動模式主要是依據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的轉動控制信號來實現(xiàn)的。主軸通過轉動的模式，主要依賴數(shù)控系統(tǒng)檢測到的轉動信號進行進給。根據(jù)設計內(nèi)容中定義的比例關系按照一定的比例模式發(fā)送脈沖信號，然后開始進行切削。在該過程中對于刀具的材料要求極為嚴格。該類刀具材料適用于粗加工的同時在細加工的環(huán)境中也能夠得到應用。在具體的切削過程中要特別注意切削的用量。在運行的進程中，主軸的運行速度不能任意修改，當轉速S與F值的乘積大于軸向的給定限值時，系統(tǒng)會自動進行報警，以保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，防止危險事件的發(fā)生[5]。在進行車削的過程中一定要保證工件安裝的穩(wěn)固和平穩(wěn)。由于工件自身可能存在剛性不足的情況，因此在車削時面臨較大的外力時，容易改變工件本身的形狀，導致零件制作完全失敗。此時可以采用尾座頂尖的模式來增加工件的剛性。因此車削過程具有一定的特殊性，在該過程中要充分注意編程程序的合理性，同時還要重點考慮車削的材料和其他參數(shù)等因素，才能最終有效地保證零件的完整。同時作為輔助單元，系統(tǒng)的電氣回路、主軸伺服單元以及進給的伺服單元也是系統(tǒng)中必不可少的重要組成部分，通過PLC編程能夠?qū)⑾到y(tǒng)各個單元有效地連接起來。

2.2 數(shù)控銑床加工螺紋零件

數(shù)控銑床加工技術具有靈活、生產(chǎn)效率高以及通用等基本特點，在實際的加工過程中能夠?qū)崿F(xiàn)鉆孔、鏜孔、鉸孔、銑平面、銑斜面、銑槽、銑曲面（凸輪）以及攻螺紋等加工。同時加工中心具有較高的加工深度和精度，最大限度地保證了操作人員的操作失誤；同一批加工零件的尺寸一致，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量。數(shù)控銑床具有快進、快退和快速定位功能，大大減少了機動時間。數(shù)控銑床對零件加工是按事先編好的加工程序自動完成的，操作者除了操作鍵盤、裝卸刀具、工件和中間測量及觀察機床運行外，可以不需要重復進行手工操作，大大減少了勞動強度。尤其針對曲線輪廓以及曲面的加工過程具有良好的適應性。由于數(shù)控銑床加工螺紋零件的主要依據(jù)是數(shù)控機床的三軸聯(lián)動模式，通過螺紋銑刀反復插進螺旋銑削完成，在這個過程中，螺紋銑削是最理想的加工模式。在最開始時可以采用1/4圓弧或半圓弧的形式進行直線切入，在水平方向進行圓弧插補的同時，在垂直方向也要進行直線插補，保證轉速和進給量之間的關系。在加工過程中通過速度和進給量的調(diào)整以實現(xiàn)隨時的調(diào)控過程，從而達到最佳的切削效果，充分保證工件的質(zhì)量。

3 數(shù)控機床加工螺紋零件的過程

在完成圖紙設計和程序編寫的過程之后，就可以借助數(shù)控系統(tǒng)對零件進行進一步深加工。從工件設計的圖紙內(nèi)容上來說，需要根據(jù)相應的施工工序和工法來加工零件。通過計算機輔助識圖編程能夠有效地把握好參數(shù)設置的準確程度，最大限度地降低由于人為設置參數(shù)不準確所導致的誤差?？茖W合理地制定好走刀的具體路線，保證加工的深度和精度。工作人員需要細致地分析零件圖樣以及相關的工藝，以此為基礎選擇合理的數(shù)控加工步驟。將走刀路線落實到設計圖紙當中，同時兼顧數(shù)控系統(tǒng)中的缺陷和不足，盡可能地避免沖突。在保證工件加工質(zhì)量的基礎上，不斷地提升零件加工的效率。數(shù)控機床的加工方式主要是結合智能控制系統(tǒng)來進行生產(chǎn)和制造。在實際的生產(chǎn)過程中參照一定的控制邏輯方式實現(xiàn)編碼控制，通過交互式的輸入輸出模式實現(xiàn)動作的基本控制[6]。工作人員需要結合參數(shù)的實際要求來提高產(chǎn)品的精度。根據(jù)參數(shù)的要求標準尋找參數(shù)設置點，進而保證參數(shù)的設置要求，避免不必要的浪費，實現(xiàn)產(chǎn)品的有效加工。

同時要充分掌握零件詳細參數(shù)和結構性能，在該過程中嚴格參照圖紙信息進行參數(shù)設置，以保證零件架構的精密性。為了有效減小生產(chǎn)過程中的參數(shù)誤差，需要提前對修正量進行估算。雖然采用數(shù)控技術，但是需要在計算的過程中保留一定的彈性空間，設置一定的保護程序作為生產(chǎn)線路和操作系統(tǒng)之間的保護措施，盡可能地減少生產(chǎn)過程的安全隱患。精確度是考核螺紋類零件制造過程的一項重要指標，有效地提升了零件的使用年限，進而有效地保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性能，提升了產(chǎn)品的競爭力?？梢酝ㄟ^優(yōu)化加工工藝來提升數(shù)控機床的加工工藝和水平。在該過程中，程序員需要充分了解工件的材質(zhì)要求和加工精度的要求，通過數(shù)控信號的輸出保證產(chǎn)品加工的深度。

4 機械螺紋類零件的數(shù)控機床車削加工

機械螺紋類零件的數(shù)控機床車削加工是零件加工的重要內(nèi)容，也是進行成品加工的重要內(nèi)容。首先需要對加工方式進行確定。需要重點對零件的圖紙信息內(nèi)容進行數(shù)字化的信息處理，保證圖紙中的信息能夠根據(jù)智能化的流程進行控制，以實現(xiàn)零部件的車削加工。同時對于刀具的控制也是系統(tǒng)控制的重要內(nèi)容。尤其需要把握道具的力度和角度，以提高車削加工過程的準確性和穩(wěn)定性。根據(jù)刀具具體的運用路徑和實踐步驟進行合理的制定，同時保證加工次數(shù)在合理的范圍內(nèi)，以保證刀具的耐久度和使用精度。非標準的螺紋、大螺距的螺紋及鎖緊螺紋等都可以在車床上加工，機床精度、刀具輪廓及安裝的精度、工人技術水平等，都會影響螺紋精度。車削螺紋的進刀方法如圖3所示。

車削加工作為機械螺紋類零件數(shù)控機床加工工藝中的重點步驟，要對各環(huán)節(jié)進行控制，車削加工的流程內(nèi)容主要包括以下4個步驟。1） 通過計算機輔助設計平臺繪制螺紋類零件的大致圖形，同時進行簡單的輔助性計算，以保證計算結果的穩(wěn)定性。2） 根據(jù)相關數(shù)據(jù)來設計好螺紋類零件的附件。3） 在切削的過程中，要固定好刀具，采取風險防護準備措施。4） 在精確車削的過程中，可以快速進行加工切削。同時對于機械螺紋類零件，數(shù)控機床的主要處理技術包括以下3個要求：1） 通過集中尺寸印注的方式，明確各個部位的大小及尺寸。2） 對于位置的定位要充分保證編程設計時的原點位置和引注的方式，最大限度地降低生產(chǎn)過程中的誤差。3） 拐點位置的設置也是整個設計環(huán)節(jié)的重點，其可以普及和推廣數(shù)控機床加工工藝，并提升競爭力[7]。

在對機械螺紋類零件的數(shù)控機床加工中，數(shù)控機床技術能夠有效地提升產(chǎn)品零件的加工精度。在該過程中要根據(jù)坐標系系統(tǒng)內(nèi)的內(nèi)容進行準確的定位。根據(jù)坐標系系統(tǒng)中各個過程的所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析和判斷，根據(jù)前期方案中設置的加工路徑實現(xiàn)機械螺紋類零件的智能加工生產(chǎn)[8]。另外在實際的加工過程中，在零件的拐點處要盡可能地避免使用直角過渡的方法進行加工。在刀具的運行過程中，所經(jīng)過的路線要嚴格參照均勻路徑的方式，從而減少在沖擊的過程中對于材料的影響。在加工前期，可以結合CAE模擬仿真技術對加工內(nèi)容進行深度仿真，在過程開始之前對于加工部件的結構穩(wěn)定性和熱學穩(wěn)定性提前進行模擬仿真，充分保證加工過程的準確性和穩(wěn)定性。對機械螺紋類零件進行仿真加工，通過數(shù)控技術實現(xiàn)零件的智能化的加工和控制[9]。在輪廓曲線內(nèi)實行有效的機械間隙補償，保證圖紙內(nèi)含有圓柱度的形位公差，同時結合計算機編程的方法實現(xiàn)零件的深加工，進而提高產(chǎn)品操作的穩(wěn)定性和準確性，并有效提高數(shù)控加工的零件質(zhì)量。

圖3 車削螺紋的進刀方法

5 結語

數(shù)控機床的加工技術已經(jīng)成為國際加工螺紋零件的通行技術手段，在有限的時間內(nèi)能夠最大限度地保證零件的生產(chǎn)數(shù)量和質(zhì)量，最大限度地提高螺紋零件的生產(chǎn)效率。同時，該過程不僅提升了產(chǎn)品的綜合性能，還能夠在有限的加工過程中增加輔助性的程序，制作出更為細致和更為優(yōu)化的螺紋零件，這是傳統(tǒng)機床加工所缺少的。在數(shù)控機床的加工過程中，為了有效地提升加工精度和加工效率，應該對程序進行設定，同時參照加工工藝并按加工步驟逐步開展加工作業(yè)，從而提高加工質(zhì)量水平，制造出符合標準條件的產(chǎn)品。隨著數(shù)控機床在機械加工范圍的廣泛應用，產(chǎn)品的性能和行業(yè)的競爭力明顯提升，同時也有效地增加了行業(yè)間的競爭力。