雷立勇 （石家庄海山实业发展总公司 河北 石家庄 050000）
【摘 要】 此技巧主要运用数控铣床、加工中心特有的加工性能，采用宏指令编制二维螺旋线、三维螺旋线程序，其中包括了一些关键参数设置、经验应用、使用范围，使加工出的零件无论从质量还是效率上都得到了很大提高。此技巧阐述二维螺旋线（平面螺旋线）、三维螺旋线的应用（圆柱螺旋线）的应用范围与技巧。
【关键词】 螺旋 锻件 加工
中图分类号： TG659 文献标识码： Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2017）05-062-02
前言
随着零备件制造产业的发展，制造精度逐渐提高，对零备件生产质量要求也越来越高，对细节要求也越来越高，尤其零件的表面质量要求更是越来越高。现将螺旋线应用于机械加工铣削中，尤其在铣削精加工中将二维螺旋线、三维螺旋线灵的活应用，既能提高表面质量，又能提升加工效率，还能完成连续加工，避免接刀痕的产生。采用螺旋线加工，可以保证刀具更加平滑、稳定过度，刀具进入后能够保证加工过程的连续性，使刀具在一次铣削过程中时时处于进给运动状态，保持切削过程平稳，可以提高加工精度和表面质量，延长刀具寿命。并且加工柱形锻件类零件也有很好的效果例如（图一），锻件类零件的原状态表层有一层氧化皮，很硬，对刀具磨损很大，一直是铣削加工的难题，利用螺旋线加工方式加工，取得了很好的效果。
TG659
一、二维螺旋线（平面螺旋线）的应用
1、平面内螺旋槽加工。
手动编程：手工编制此类零件宏程序必须掌握宏程序的使用方法，通过图形所表达出的规律性，用方程描述和概括图形，用小直线段逼近图形。线段分得越小，相对图形的误差也越小。但应用起来灵活，当槽、螺距及螺旋槽深度发生变化时，只需改变相对应的一个变量即可。如果使用CAM自动编程的话，需要重新画图，生成新程序，还得进行校验。
由图二可知，中心圆起始R=20mm，回转360°后R=40mm 。
若把360°分割成360份，那么由起点R依次是R=20+20×0/360,R=20+20×1/360，R=20+20×360/360，由此可得出规律，R=20+20 × n/360，对应的坐标点位置方程为X=Rcos (n)，
图二
Y= Rsin(n)
加工程序如下(FANUC系统):
Rl=20(最内圈半径)
注:内径值
R2=20 (螺距)
R3=O(螺旋线动角值，此赋值为零)
R5=80(螺旋线终止距离)
注:外径值
R6=10 {Z向下刀深度)
R7=R5+R2 (X向安全下刀点)
G0X=R7Y0(下刀点)
GOZ=-R6
CC:
R3=0
BB:
R8=R7-R2 ×R3/360(计算螺旋线上动点的R值)
R9=R8×COS（R3）
(计算螺旋线上动点的X值)
R10=R8×SIN(R3)(计算螺旋线上动点的Y值)
G1X=R9Y=R10F1000（走小直线段）
R3= R3+1 (每次递增1°)
IF R3<=360GOTOB BB(若满足条件，返回BB段)
R7=R7-R2(每次递减一个螺距)
IF R7> =R1 GOTOB CC(若满足条件，返回CC段)
M17（返回主程序)
2、用螺旋线加工平面。
用上面的程序，如果刀具的直径大于螺距就可以加工平面，加工后的平面表面质量好，切削时，刀具受力均匀，实现渐进，能够减小刀具满刀进刀时产生的负载，提高了刀具的寿命，避免
了冲击，“零件一机床一刀具”系统形成的振颤也会影响零件的
加工精度，加工后外显现象表现为工件表面形成“颤刀纹”，极
图三 普通加工方法 图四螺旋线加工平面
大地影响了工件表面粗糙度。经切削发现，通过选择合理的加工方式和合适的切削参数，可以避开自激振动的临界速度，进而减弱振动对工件的影响，减小或消除振动的产生，还可以省去磨、车工序，表面粗糙度值能达到Ra0.8，达到光整加工。
从图三、图四中可以看出，普通的加工方法每加工一圈需要有一个满刀切削进刀的过程，而螺旋加工则是均匀切削，表面质量明显好。
二、三维螺旋线的应用（圆柱螺旋线）
1、螺旋线在孔加工、预钻孔和异形零件铣削内螺纹中的应用
钻孔和挖槽时，需要预留预钻孔，把螺旋加工应用其中，
减少刀具使用数量，提高加工效率，一个程序就可以完成孔加
工、预钻孔(螺旋下刀)和铣螺纹加工(见图五)。
图五
加工程序如下(FANUC系统):
R1=25（半径)
R2 =20(刀具半径)
R3=0(深度变量值，此赋值为零)
R4=1(每次递减值)
注:螺纹加工时此值为螺距
R5=-20(下刀深度)
GOX=R1-R2 YO
GOZ1
BB:
G3X=R1-R2 YO Z=R3 I=R2-R1J0(螺旋下刀)
R3=R3-R4(每次递减的百度)
IF R3> =R5GOTOB BB (若满足条件，返回BB段)
M17(返回主程序)
2、螺旋线在柱形锻件外形铣削粗加工的应用(见图六、图七)
在加工锻件外形（如图六），由于此类零件都比较硬，尤其是其外表的氧化皮，给加工造成了很大难度，很多方面影响了零件的加工。采用三维螺旋走刀方式（程序同上）对锻件进行加工（如图七），三轴同时进给切削，既能延长刀具（刀具刀尖磨削为较小R）使用寿命，提高每件加工效率，更能提高零件表面的加工质量。
结论
此技巧在手工编程中把螺旋线应用其中，在加工平面时很有很好优势，不同规格零件，只要修改变量就可以完成产的，在零件制造中可以保证产品的质量，又能提升加工效率，还能完成连续加工，避兔接刀痕的产生。采用螺旋线加工，可以保证刀具更加平滑、稳定过度，刀具进入后能够保证加工过程的连续性，使刀具在一次铣削过程中时时处于进给运动状态，保持切削过程平稳，可以提高加工精度和表面质量，延长刀具寿命，并且加工锻造类零件时，去除表层氧化皮，也有很好的效果。此技巧应用范围广，不但能加工异形体上内外螺纹，而且在加工圆形、异形、孔、外圆时与普通加工方式相比效果明显，很值得推广。
参考文献
[1] 何显贵.FANUC数控铣床/加工中心编程技巧与实例.《机械工业出版社》. 2015.12
[2] 槐创峰；贾雪艳，UGNX1C入门教程书籍.人民邮电出版社. 2016.10
论文作者:雷立勇
论文发表刊物:《科学教育前沿》2017年7期
论文发表时间:2017/9/12
标签：螺旋线论文; 加工论文; 刀具论文; 零件论文; 螺旋论文; 螺距论文; 表面论文; 《科学教育前沿》2017年7期论文;