关于圆柱螺旋槽数控加工的研究-1

圆柱曲面螺旋槽有多种功能，在包装装置、纺织装置或摩托车等的部件上，以满足某种特定的传动轨迹要求；在橡胶产品的模具上，满足橡胶产品表面特殊花纹的需要；在航天部件上起散热作用。

螺旋槽按导程是否相等分为等导程螺旋槽和变导程螺旋槽。

按槽宽在槽深方向是否相等分为普通螺旋槽如所示和楔型螺旋槽如所示。

等导程螺旋槽可以采用普通机床进行加工，但精度很难保证，而变导程螺旋槽只能采用专用设备进行加工，但生产周期长，严重影响产品的制造进度。

随着数控加工技术的发展，采用数控机床加工，可满足各种不同种类螺旋槽的加工要求，但是这类零件数控加工编程和一般的曲面加工编程是不一样的。

本文针对圆柱曲面螺旋槽对其数控加工进行研究。

1圆柱曲面螺旋线圆柱螺旋槽的中心线和轮廓线是螺旋线，可以看成动点Q如所示，在柱面上绕其轴线做螺旋运动形成的轨迹。

当圆柱轴线为X轴时，如果其半径线相对于坐标平面XOY的偏转角为，则螺旋线方程为：（1）式（1）中（2）为螺旋线导程，当为等导程时，为常数P，则（3）当为变导程时，为随x变化的变量；k决定螺纹旋向，当k=+1时为右旋，当k=-1时为左旋；β为螺旋角；为圆柱的直径。

2螺旋槽数控加工2.1数控机床的选择及加工方法由于圆柱螺旋槽有回转中心，所以螺旋槽的数控加工所选用的机床一定要有一个回转轴，本文选用四坐标（X、Y、Z、A）数控加工中心，回转轴为X轴，刀轴方向为Z轴，在加工时必须至少两轴（X轴和A轴联动、Y轴和Z轴联动）联动。

螺旋槽通常由导程和头数、深度和宽度以及螺旋槽形状和旋向确定。

加工普通螺旋槽时，如果槽宽较小，可以选用与槽宽相等直径的平底铣刀，如所示铣刀直径D 1与槽宽W相等，加工时根据螺旋槽的深度进行分层切削就可以了。

如果螺旋槽槽宽太大，铣刀直径D 2小于槽宽W，就要分几次走刀来实现。

最优的刀位轨迹是先从槽中间走刀，然后向螺旋槽轮廓线靠近，最后的刀位轨迹是螺旋槽轮廓曲线偏置一个刀具半径后的螺旋线，如所示。

圆柱齿轮加工工艺设计中的数控加工技术研究齿轮是机械传动装置中常用的零件之一，广泛应用于各种机械设备中。

其中，圆柱齿轮是应用最为广泛的一种类型。

为了提高圆柱齿轮的加工精度和效率，数控加工技术在圆柱齿轮加工工艺设计中起着重要作用。

本文将研究圆柱齿轮加工工艺设计中的数控加工技术，并探讨其在提高齿轮加工精度和效率方面的应用。

一、数控加工技术在圆柱齿轮加工工艺设计中的作用1. 提高加工精度在传统的齿轮加工中，加工精度往往依赖于操作工人的经验和技术水平。

而数控加工技术可以通过精确的程序控制，实现对齿轮加工过程中各个参数的精确控制，从而提高加工精度。

例如，可以通过数控加工技术实现对齿廓曲线和齿廓修形的精确控制，保证齿轮的齿形精度和齿向紧密度的要求。

2. 提高加工效率数控加工技术具有高效率的特点，可以实现自动化、连续化的生产方式。

在圆柱齿轮加工中，数控加工技术可以通过优化刀具路径和加工参数，减少加工时间和次品率，实现批量生产的要求。

此外，数控加工还可以实现多轴联动加工，提高加工效率。

3. 提高工艺设计的灵活性数控加工技术可以通过编程实现对加工工艺的灵活控制，根据不同的加工要求进行参数的调整和优化。

这使得圆柱齿轮的加工工艺设计更加灵活多样化，可以适应不同的加工需求和齿轮类型。

二、数控加工技术在圆柱齿轮加工工艺设计中的应用1. 刀具路径优化在圆柱齿轮加工中，刀具路径的选择和优化对加工效果和加工时间有着重要影响。

数控加工技术可以通过优化刀具路径，实现刀具在加工过程中的最优运动轨迹，并考虑到齿轮加工过程中刀具和齿轮之间的干涉问题，确保加工精度。

2. 加工参数优化加工参数的选择和优化也是影响齿轮加工效果的重要因素。

数控加工技术可以通过实时监测和控制加工过程中不同参数的变化情况，从而实现对加工参数的优化调整。

例如，可以根据齿轮材料的特性和加工要求，合理选择切削速度、进给速度和切削深度等参数，达到最佳的加工效果。

3. 自动化生产数控加工技术可以实现自动化生产，极大地提高了生产效率，并减少了人为因素对加工精度的影响。

圆柱形工件外圆上螺旋带间槽加工方法This problem involves the machining method of helical grooves on the outer surface of a cylindrical workpiece. 这个问题涉及圆柱形工件外圆上螺旋槽的加工方法。

Traditional machining methods such as milling, turning, or grinding can be used to create helical grooves. 传统的加工方法，比如铣削、车削或磨削，可以用来制作螺旋槽。

However, the challenge lies in ensuring the accuracy and precision of the grooves while maintaining the integrity of the workpiece. 然而，挑战在于在保持工件完整性的同时确保槽的准确度和精密度。

Achieving this delicate balance requires careful planning and execution. 实现这种微妙的平衡需要谨慎的规划和执行。

One approach to machining helical grooves on a cylindrical workpiece is using CNC (Computer Numerical Control) machining. 一种加工圆柱形工件螺旋槽的方法是使用数控加工。

CNC machines can accurately follow programmed instructions to create precise helical grooves on the outer surface of the workpiece. 数控机床可以准确地跟随程序指令，在工件的外表面上制作精确的螺旋槽。

圆柱形工件外圆上螺旋带间槽加工方法一、引言在工业生产中，圆柱形工件外圆上螺旋带间槽的加工是一项常见的加工工艺。

这种加工方法可以增加工件的表面粗糙度，减小工件的磨损，提高工件的耐磨性和使用寿命。

因此，对圆柱形工件外圆上螺旋带间槽的加工方法进行研究和探讨，对改善工件的表面质量和使用性能具有重要意义。

二、圆柱形工件外圆上螺旋带间槽的加工工艺1.机械加工法机械加工法是一种常见的加工方法，它利用机械加工设备对工件进行切削加工。

具体的加工流程为：首先，在工件外圆上标定出螺旋带的位置和宽度，然后利用车床、铣床等机械设备对工件进行切削和刀具加工，最后通过研磨和抛光进行表面处理，使得螺旋带的间槽形成。

2.激光加工法激光加工法是一种利用激光切割设备对工件进行加工的方法。

它利用激光光束对工件表面进行切割，可以实现高精度、高效率的加工。

具体的加工流程为：首先设计好螺旋带的尺寸和位置，然后利用激光加工设备将螺旋带的间槽进行切割，最后进行表面处理和抛光，使得螺旋带的间槽形成。

3.电火花加工法电火花加工法是一种利用电火花腐蚀原理对工件进行加工的方法。

它利用电火花在工件表面产生微小的腐蚀孔洞，最终形成螺旋带的间槽。

具体的加工流程为：首先利用CAD软件设计出螺旋带的形状和尺寸，然后利用电火花加工设备进行加工，最后进行表面处理和抛光，使得螺旋带的间槽形成。

三、圆柱形工件外圆上螺旋带间槽的加工工艺优缺点分析1.机械加工法优点：加工成本较低，适用于各种材料的加工，加工效率较高。

缺点：加工精度受到限制，安全性较差，易产生切削刀具磨损。

2.激光加工法优点：加工精度高，加工效率高，适用于各种复杂形状的加工。

缺点：设备投资成本高，操作技术要求高，加工过程中易产生热变形。

3.电火花加工法优点：加工精度高，加工效率高，适用于各种硬度的材料加工。

缺点：加工成本较高，加工速度较慢，加工过程中易产生气泡和孔洞。

四、圆柱形工件外圆上螺旋带间槽的加工工艺应用实例以某企业生产的汽车发动机气缸套为例，该气缸套是一种圆柱形工件，需要在外圆上加工螺旋带的间槽。

圆柱螺旋槽的铣削圆柱螺旋槽的铣削一、教学目的：1、掌握在铣床上铣螺旋槽的一般知识。

2、能正确地进行挂轮计算和安装。

3、正确选择和安装铣刀。

4、能分析铣削中出现的质量问题。

二、工艺过程：1、安装工件,首先校正分度头与尾架两顶尖的共同轴线与纵向进给方向平行度，并平行于纵向工作台面。

一夹一顶装夹工件，校正工作外圆与分度头主轴轴线的同轴度。

2、安装铣刀，用φ6键槽铣刀修磨成R3圆弧刀。

3、计算并安装挂轮。

导程Pz=πDctg β=3.14×30×ctg25°14′≈200 d---圆柱外圆直径；β---螺旋角。

配换齿轮速比i=4231z z z z =z P P 40=5060200640=Z 1=60，Z 3=50。

P —铣床工作台纵向丝杠螺距；z P ——工件螺旋线导程；Z 1 Z 3—主动轮，装于工作台丝杠一端； Z 2 Z 4—从动轮，装于分度头侧轴；安装时间隙合适，不要过紧过松。

4、对中心，采用划线与试切结合的方法，使工件的轴心线与铣刀的廓形中心重合，并紧固横向工作台。

5、若在采用盘形铣刀加工，为使盘形铣刀的回转平面与螺旋槽的切向一致，需调整一个螺旋角?,在X62W 上加工，通过扳转工作台实现，在X52K 上加工通过扳转立铣头实现，方向由螺旋方向决定。

6、对刀调整切深，吃刀后，铣第一油槽、退刀。

7、转动分度头主轴180o，铣第二油槽。

三、本课题所用工、卡、量具四、本课题进行时的注意事项：1、铣螺旋槽时、分度头主轴随工作台移动而回转，因此需松开分度头主轴，紧固手柄和分度盘，紧固螺钉，并分度手柄的扦销扦入分度盘孔中。

铣削时不允许拔出，以免铣坏螺旋槽。

2、在圆柱体上铣矩形螺旋槽时，应选用直径小于槽宽的立铣刀或键槽铣刀。

铣刀直径越小，干涉越小，不能采用三面刃铣刀铣削以免过切，而使干涉过于严重。

3、在安装配齿轮时，螺母应紧固在挂轮轴的端面上，而不要紧固在过渡套或齿轮上，以免影响配换齿轮的正常运行。

螺旋线加工在数控铣削中的应用范围与技巧摘要】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=-R6CC:R3=0BB: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。

浅析基于FANUC和SIEMENS数控系统车削加工圆柱螺纹摘要：为了能够提升圆柱螺纹加工精度，本文重点阐述FANUC和SIEMENS调控数控系统复合循环指令在圆柱螺纹加工指令，分析两种数控系统车削加工要点、注意事项，旨在提升FANUC和SIEMENS数控系统车削质量。

关键词：FANUC；SIEMENS；数控系统；车削加工；圆柱螺纹引言在圆柱螺纹车削加工过程中，普通车床车削的切削量较大，要进行多次切削加工，提高了切削精度要求，并且会导致大量材料，难以保证圆柱螺纹切削质量。

在数控车床中应用复合循环加工指令，可以有效减少圆柱螺纹切削量，并且生产精度非常高，复合循环指令在实际应用中操作便捷，成为数控车削圆柱螺纹的重要途径，在圆柱螺纹生产当中，不仅能够保证螺纹生产率，同时还可以提升圆柱螺纹生产质量。

1.FANUC数控系统车削加工圆柱螺纹FANUC数控系统中可以采用四种格式，包括G32、G34、G76、G92。

1.1螺纹加工指令1.1.1变螺距螺纹车削变螺距螺纹是指变螺距圆柱螺纹、变螺距圆锥螺纹，在变速传动场合中应用十分广泛。

变螺距螺纹的基本导程为3mm，螺纹的导程增量增加1mm，属于变螺距类型槽等宽、牙不等距螺纹。

在加工过程中必须要转动主轴，打开主轴的恒转动功能，横纵轴方向进行退刀程序的调用，确保整个程序的简洁性。

1.1.2多螺纹加工车削多头螺纹在工业领域中应用非常广泛，如瓶盖的内螺纹等，旋入、旋出的速度更快，也是圆柱螺纹的重要种类。

G32、G92、G76三个程序都可以用作多头螺纹加工，但G32程序较为繁琐，这是因为G32加工路径简单，每走一步都要确定横纵坐标点；G92是循环加工程序，可以有效简化重复的路径；G76程序结构看似简单，但编程难度较高。

在程序选择中，要根据刀尖角度、倒角量、精加工次数、刀具切削性能、精车余量[1]。

在圆柱螺纹大批量生产当中，G92循环加工程序的应用最为广泛。

1.2G92程序下螺纹加工的要点（1）螺纹工件直径。

关于圆柱螺旋槽数控加工的研究圆柱螺旋槽一般指的是按一定规律环绕在圆柱面上的等宽槽，一般要求与螺旋槽等宽的圆柱销能够在其中自由平稳的滑动。

一般来说，圆柱螺旋槽的工作面即两个侧面的法截面线是平行的，槽宽在整个螺旋槽中是宽度相等的。

一般的数控加工方法是，在4轴立式加工中心机床中选择与螺旋槽宽度相等的刀具沿该螺旋槽中心线走刀，一般刀具有多大，加工出来的螺旋槽就有多大，能够满足一般的设计要求。

但此种加工方法存在很多局限性，主要有以下两个方面：一，当找不到直径与螺旋槽槽宽相等的刀具时，比如非标刀具，就必须定制刀具。

这就导致增加生产成本，加长生产周期。

二，当螺旋槽宽度尺寸较大时，加工比较困难。

由于加工螺旋槽程序中只存在移动轴和转动轴的联动，在这种情况下，数控系统不支持刀具直径补偿功能，所以当螺旋槽槽宽较大时，就只能用大直径刀具加工。

一般方法是先用小刀具加工去余量，再用比较大的刀具半精加工，最后用与槽宽宽度相的刀具加工。

这就导致加工时间长，刀具成本增加。

针对以上传统方法的不足，现提出一种新的在4轴立式加工中机床加工的数控加工方法。

首先，对螺旋槽进行分析。

与槽宽相等的刀具加工时螺旋槽时情况如下图所示：刀具在螺旋槽中示意图展开图其次，假设小直径刀具加工螺旋槽时，刀具与螺旋面的相切点正好是大直径刀具与螺旋面的相切点，小刀具径为D，螺旋槽宽度为W，螺旋槽展开线与水平线的夹角为θ，螺旋槽导程为T，旋转轴为绕X轴旋转的A轴。

刀小直径刀具走刀到相切点时，A轴座标正好与大刀具走到此相切点时相等，则可以得出下面的公式，如下图图1所示刀具在螺旋槽中示意图展开图图中Dz为螺旋槽基圆直径，当螺旋槽在不同深度，其基圆直径不同即Dz尺寸不同，相应θ值不同。

根据以上公式，应用于数控加工。

当Dz=圆柱最大直径即螺旋槽最大基圆直径时，加工出的螺旋槽槽宽开口处大，根部小的情况; 当Dz=螺旋槽根部基圆直径时，加工出的螺旋槽槽宽开口处小，根部大的情况; 当Dz=螺旋槽中部基圆直径时，加工出的螺旋槽槽宽上下基本一致。