螺旋槽高效加工工艺论文

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1结构分析

该零件左右两端为双头螺旋槽，最大直径D36mm，长度127mm，单条螺旋槽长度32mm，导程为8mm，槽宽0．8mm，槽深7mm。材料为一种新研结构钢。由于螺旋槽承担一些重要功能，技术要求高，加工时需要综合考虑热处理变形、加工变形、零件烧伤控制以及被加工零件各项机械性能要求，采取特种加工如电火花、线切割、水切割等均无法满足要求，最终仍需要通过机械加工方式实现，但要确定合理的切削方式以及所需的刀具、设备以及切削参数等关键技术问题［2］。

2切削试验

2．1材料特性

该零件材料为含碳、铬、钼强化元素的铁－钴－镍的超高强度高合金耐蚀钢，抗拉强度可达到2000MPa以上、屈服强度大于1620MPa、延伸率大于10%、断面收缩率大于55%、断裂韧度大于110MPa但该材料粘性高，不易断屑，切削加工非常困难［3－5］。

2．2试验方案

方案一:借鉴Y8飞机产品某矩形截面弹簧的加工经验，设计工艺流程为热前粗车外圆铣螺旋槽首尾落刀孔热处理镗基准孔车削螺旋槽……如图2所示。投放试验件，通过试验件加工，在车削螺旋槽时，由于切削力较大，零件在车完单条螺旋槽后变形严重，无法满足图样要求，图3所示车削加工后槽宽为2．0mm，且在贯通时零件扭曲变形，无法保证图样要求。方案二:根据前期试验分析，要保证最终产品品质，控制变形，一方面选择合理的刀具，另一方面考虑切削三要素控制。为此，要选择高速切削设备，降低切削力，提高产品加工的稳定性。a)机床及工件数控磨床如图4所示;功率:18kW;转速:电动磨头转速为4500－80000r/min;冷却:乳化液;稳定性:良好。b)刀具及切削参数以铣削方式进行试验，选择D0．8mm，有效切削刃长4mm和8mm两种规格铣刀，如图5所示。参数为转速24000r/min，吃刀深度0．05mm，进给量300mm/min;在用8mm长铣刀加工时刀具转速及进刀量不变，进给量180mm/min，刀具进给量适当降低，主要从延长刀具使用寿命考虑。c)工艺流程设计1)热前车工粗加工外圆、内孔，为防止零件铣螺旋槽后热处理发生较大变形，在加工内孔时直径留4mm余量;2)加工中心制铣刀落刀孔;3)数控磨床进行螺旋槽铣削，并且在铣螺旋槽时深度方向铣7mm深，与内孔不接通，加工工艺图如图6所示。4)加工完成后热处理修基准磨削外圆镗内孔磨内孔，完成加工。d)程序设计考虑到S45分度头角度最大极限为360°，程序设计过程中采取了主程序调用子程序的方法来控制加工圈数和导程［4］，主程序调用子程序的次数即为程序加工的圈数，子程序中X的增量值为程序加工螺旋槽的导程，通过优化程序实现了螺旋槽的高效加工［5］。

3结语

通过对刀具、设备以及加工参数和程序的优化设计，利用成型合金铣刀分段高速铣削高效加工的新工艺和现场大量试验，实现了螺旋槽超窄超深槽的加工。

作者：李春刚 田辉 单位：海装西安局