基于UG螺旋上升面加工及其加工工艺分析

摘 要：螺旋面加工一直是数控加工中的一个难以加工的点，在本次设计中首先对螺旋上升面的工序进行分析，然后运用UG软件对螺旋上升面进行加工模拟，验证了加工工艺分析的正确性。

关键词：UG螺旋；加工工艺；分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.054

0 引言

螺旋面在工业领域中应用的越来越多，如螺旋输送机、螺杆泵、螺纹等。基于现代工业中变螺距螺旋面的广泛应用，变螺距螺旋面已发展为推动社会现代化建设必不可少的一项技术与科技。如何可靠、高效、经济地加工出变螺距螺旋面也成为了当今工业社会发展的迫切需要。虽然目前很多的企业和个人在此项目上做过诸多的研究，但现实效应并不太理想。由于变螺距螺杆的工艺性能差，现在应用最广的是普通加工，费事费力，经济性差。此设计选题为螺旋面加工技术分析与研究，旨在总结前人科研与实验的基础上，系统的认识变螺距螺旋面的结构特点和加工的技术难点，提出可行的加工方案，节约生产时间和制造成本，从而最大限度地提高经济效益。

1 螺旋加工研究现状

变螺距螺旋面的加工在国内外都是一个很难的话题，由于加工设备的限制，很难保证螺旋面的加工精度，而且我国的机床普遍加工精度不高，因此造成了螺旋面的加工主要依靠进口。目前，变螺距螺旋面上只能在专用机床上加工，对于普通机床或者数控机床没有加工变螺距螺旋面的能力，在一般的数控机床上只有变螺距螺杆机指令，但是对于均匀变截面的变螺距螺旋面、变加速度、等加速期的螺旋线的组合都无法加工出来。 对于变螺距螺旋面的加工，我国现在主要依靠现有工人的加工经验，所以很难保证其加工精度，因此对于变螺距的加工是一个急需解决的难题。

随着科学技术的不断进步，工业设备的自动化水平不断提高。数控机床作为一种重要的加工设备，它的自动化水平也在不断提高，故障发生率得到极大改善，但是其管理方式还是不够智能化，面对现代社会日新月异的技术发展和革新，在高效、经济、环保的企业理念下，愚笨的传统加工方法必定面临着被淘汰的危机。现代加工方法顺应而生。其中，相对于多坐标联动加工法和车削中心法，数控加工法凭借其制造成本低廉、加工自动化程度高和加工精度高。因此，数控技术必然成为变螺距螺旋面加工的未来主导技术。

2 螺旋面的工艺分析

从该零件图可以看出，该螺旋上升面由曲面、上下表面、外径为60mm和内径为30mm的直径组成，其表面粗糙度Ra值为6.3um。未注公差尺寸按GB1804-M，热处理，HRC25-35，未注粗糙度部分光洁度按Ra1.8，毛胚尺寸ф62mmx60mm。

從图1可以看出这个零件图主要是由圆柱面和螺旋面组成，因此从加工分析来看最主要的是解决螺旋面的加工，首先加工的也是螺旋面，然后再对圆柱体进行加工。

3 螺旋上升面加工

UG NX CAM模块加工零件一般操作流程： 零件建模→工艺方法→创建程序、几何体、刀具、方法→创建操作： 设置驱动、刀轴、投影矢量、切削参数、非切削移动等→生成刀轨。

螺旋上升面的表面加工采用数控五轴对其进行加工，具体操作步骤如下：

（1）首先创建其可变轴曲面轮廓铣操作，创建刀具，填好刀具的参数。

（2）创建工序，并在其里面选择好创建的刀具，驱动方法可以选择“曲面”方法，然后选择驱动几何体、切削方向根据加工方向进行选择、材料反向根据加工方向进行选择、切削模式采用反复、步距设置为残余高度、残余高度选择0.2mm。

（3）选择刀轴方向，如图所示。刀轴选用“侧刃驱动体”，并且设定其选择刀轴方向。

（4）选择投影矢量方向。投影矢量方向为“垂直于驱动体”。

（5）设置切削参数。最大步长为刀具直径的20%。

（6）设置非切削参数。采用可变轴曲面轮廓铣进行曲面精加工，驱动方法选择“曲面”方法，刀轴方向为“远离直线”，投影矢量为“垂直于驱动体”，刀具采用D10R2 圆角刀。

安全平面设置是处理之前必须考虑的一个过程安全问题。因此，在加工坐标系确定后，采用偏置平面设置安全平面，如图所示。要创建叶片几何形状的加工是必要的，创建几何体创建子组件的几何和空白的几何形状，因为组件模型开始完成，指定的组件的几何形状是容易的，指定的空白几何身体可以用来偏见的方式来解决空白的几何问题。在这种情况下，设置了“0.5”毫米的偏差参数，作为加工仿真的精密加工余量。

4 结论

在本次设计中，首先是对螺旋上升面的毛坯进行选择并确定其毛坯的形状和尺寸，这样在加工工件就可以知道用什么机床加工，怎样加工，加工顺序的选择以及加工的基准等，因此，工件加工工艺规程的制定是至关重要的。

在本次设计中首先对螺旋上升面的工序进行分析，然后运用UG软件对螺旋上升面进行加工模拟，验证了加工工艺分析的正确性。

参考文献：

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[5]螺杆钻具研究及应用[M].石油工业出版社，2001（03）.

作者简介：丁科（1978-），男，教师，技师，研究方向：机电类。