螺杆轴数控加工工装改进研究

包玉花，张巨文

（齐齐哈尔工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161005）

螺杆轴是很多机械的重要零件，其加工质量将直接影响机械的使用寿命和产品功能。在螺杆轴的数控加工中，如何保证螺槽段的尺寸精度和表面粗糙度，是螺杆轴数控加工中的关键环节和难点所在。本文则针对螺杆轴的数控加工进行了加工方案的改进研究。针对螺杆轴的数控加工的两种加工方案进行了对比分析，得出了优化加工方案的改进分析结果，并对螺杆轴数控加工涉及的国内外刀具、数控加工机床进行了对比分析，得出了螺杆轴数控加工设备的优化使用方案。

1 加工方案的优化改进

1.1 加工方案

图1 方案一

（1）方案一。螺杆轴的传统数控加工方案，即方案一如图1所示。

（2）方案二。通过工序改造，得到新螺杆轴的数控加工方案，即加工方案二，如图2所示。

图2 方案二

1.2 加工方案优化分析

对比两个方案，方案一共有16道加工工序，方案二共有19道加工工序，明显方案一的加工工序少，因此方案一的加工周期短。但是，方案一在加工螺槽后并没有经过定型处理，精度质量稳定性较差。方案二比方案一增加了定型处理及最后的磨外圆工序，能够更好的消除加工残余应力。如果没有此段工序，则螺杆轴在使用磨合后，残余应力逐渐释放，螺杆轴的直线度会变差，在螺杆轴运转中可能会与周围机械零件刮擦，带来磨损甚至损坏机械。因此，在加工方案中增加定型处理是正确的，能够保障螺杆轴的加工质量和使用寿命。从方案二中其他增加工序来分析，增加了定型处理和磨外圆工序后，使得后续校直工序的时间缩短，整体上方案二比方案一因为增加工序带来的加工周期变化不是很大。因此，对比两个加工方案，方案二则是更优化的螺杆轴加工方案。

2 加工设备分析

（1）加工设备。螺杆轴的数控加工设备较多，通过对比试验，在螺杆轴的数控加工中比较适用的数控设备的是：①粗铣，采用青海第二机床厂的QH229、QH253螺杆铣床或其他自制铣削设备。精磨，采用德国Klingelnberg公司的HNC35SL螺杆磨床、英国Holroyd公司的TG150E或TG350E螺杆磨床、意大利SU公司的螺杆磨床、汉江机床厂的螺杆磨床等。视各厂的螺杆精度、产量、经济实力而定。②20世纪90年代以来国产螺杆铣床及其配套设备开始逐渐发展。螺杆轴的铣加工设备，高精加工可以选用进口螺杆铣床、螺杆车铣床、螺旋转子铣床、旋风铣。普通加工可以使用国产山西风源、山东鲁能等厂家的螺杆铣床、螺杆车铣床、螺旋转子铣床、旋风铣。

（2）刀具。国内外的刀具品牌和种类很多，通过对山高、山特维克可乐满、瓦尔特、多马、肯纳金属、德国GUHRING、高耐大因、黛杰工业株式会社、YG-1以及株洲钻石、上工、哈量等国内外品牌刀具进行性价比试验分析，得出结论：进口刀具质量好、成本高。国产刀具中衡阳量具、上工品牌刀具中的硬质合金刀具使用寿命较长、成本低，与进口刀具相比性价比较高。在试验中发现，在批量螺杆轴数控加工中将废弃的粗齿直柄离铣刀磨刀后再利用，用其加工螺杆轴的大余量粗加工，省刀，能够更好的提高加工经济效益。

3 结语

螺杆轴，属于加工难度和加工质量要求较高的复杂轴类加工零件。在螺杆轴的数控加工中，必须重视螺杆轴的加工质量，保障螺槽段的尺寸精度和表面粗糙度，进而确保螺杆轴产品装配在机械上以后的使用寿命和产品功能。本文对螺杆轴的数控加工方案改进和优化分析，对螺杆轴数控加工设备的使用进行了优化分析益。在分析中可以发现，在螺杆轴的数控加工领域，国产数控加工机床以及刀具距离国外发达国家产品还有很大的差距和缺陷，这是螺杆轴的数控加工国产化推行的硬伤所在，需要进一步提升国产螺杆轴的数控加工设备的科技水平是提升螺杆轴的数控加工水皮的关键所在。