圣戈班磨料磨具是世界500強(qiáng)圣戈班集團(tuán)旗下的分支機(jī)構(gòu)，作為磨料磨具行業(yè)的創(chuàng)新者，圣戈班設(shè)計(jì)、制造和銷售NORTON?（諾頓?）、NORTON?WINTER?（諾頓?溫特?）、FLEXOVIT?（富來維特?）等三大品牌的產(chǎn)品，為相關(guān)制造領(lǐng)域提供專業(yè)、和人性化的綜合磨削解決方案。主要產(chǎn)品有固結(jié)磨具、涂附磨具、工業(yè)超硬磨具、樹脂切割打磨片及建筑工業(yè)用金剛石產(chǎn)品和設(shè)備，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車、鋼鐵、航空航天、軸承齒輪、鐵路、鑄造、機(jī)床工具、刀具、電子半導(dǎo)體、新能源及汽車售后等各種制造領(lǐng)域。

自1994年進(jìn)入中國(guó)以來，圣戈班磨料磨具一直保持快速發(fā)展，目前已擁有5家生產(chǎn)工廠，1家磨削技術(shù)中心及700多名員工。憑借先進(jìn)的磨削及切割技術(shù)的應(yīng)用，圣戈班磨料磨具幫助工業(yè)制造領(lǐng)域的客戶提高生產(chǎn)力并呈現(xiàn)表現(xiàn)。

刀具目前正在向微精化發(fā)展，從小型、微型到毫微刀具，φ0.1mm的刀具已經(jīng)不再稀奇，對(duì)刀具刃口的要求也越發(fā)嚴(yán)苛。刀具在粗開槽后，為達(dá)到更好的尺寸和精度，需要通過拋光工序來獲得更好的表面光潔度。拋光砂輪的粒度從D20、D10發(fā)展到D3、D1就是為了追求更的刃口質(zhì)量。

圣戈班Flute Polish砂輪是一款德國(guó)研發(fā)的橡膠結(jié)合劑砂輪產(chǎn)品，主要應(yīng)用于鉆頭類旋轉(zhuǎn)刀具的拋光應(yīng)用。Flute Polish砂輪采用圣戈班公司研發(fā)、富有彈性的橡膠結(jié)合劑，能夠非常好的貼合工件表面，輕松應(yīng)對(duì)各種較大拋光面積的工件表面；耐磨性好，能達(dá)到的鏡面拋光效果；能縮短拋光工序加工節(jié)拍，提高生產(chǎn)效率，進(jìn)一步降低刀具加工的綜合成本。

應(yīng)用案例：硬質(zhì)合金刀具的開槽磨削

砂輪規(guī)格：開槽砂輪D54 Q-Flute2 拋光砂輪Flute Polish

磨床型號(hào)：Walter Helitronic Power

冷卻液：油

工件：硬質(zhì)合金鉆頭 φ10mm

開槽磨削參數(shù)：

進(jìn)給速率：Vf=100mm/min

開槽余量：Ae=3.5mm

砂輪線速度：Vc=18m/s

拋光加工參數(shù)：

進(jìn)給速度：Vf=150mm/min

拋光余量：Ae=0.02mm

砂輪線速度：Vc=22m/s

價(jià)值體現(xiàn)：

·工件有非常好的刃口品質(zhì)并達(dá)到鏡面拋光效果

·相比普通樹脂砂輪，拋光工序用時(shí)縮短50%以上

在現(xiàn)代工業(yè)出產(chǎn)中，運(yùn)用數(shù)控車床加工螺紋，能大大前進(jìn)出產(chǎn)功率、保證螺紋加工精度，減輕操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。但在高職院校的數(shù)控車床實(shí)習(xí)訓(xùn)練教育中普遍存在如下現(xiàn)象：部分教師和絕大多數(shù)學(xué)生對(duì)螺紋加工感到扎手，特別是加工多頭螺紋，更加莫衷一是。下面通過螺紋零件的實(shí)踐加工分析，闡述多頭螺紋的加工步驟和辦法。

　　一、螺紋的底子特性

　　在機(jī)械制造中，螺紋聯(lián)接被廣泛運(yùn)用，例如數(shù)控車床的主軸與卡盤的聯(lián)合，方刀架上螺釘對(duì)刀具的穩(wěn)固，絲杠螺母的傳動(dòng)等。它是在圓柱或圓錐外表上沿著螺旋線所構(gòu)成的具有規(guī)定牙型的接連凸起和溝槽，有外螺紋和內(nèi)螺紋兩種。按照螺紋剖面形狀的不同，主要有三角螺紋、梯形螺紋、鋸齒螺紋和矩形螺紋四種。按照螺紋的線數(shù)不同，又可分為單線螺紋和多線螺紋。在各種機(jī)械中，螺紋零件的作用主要有以下幾點(diǎn)：一是用于聯(lián)接、緊固;二是用于傳遞動(dòng)力，改動(dòng)運(yùn)動(dòng)形式。三角螺紋常用于聯(lián)接、穩(wěn)固;梯形螺紋和矩形螺紋常用于傳遞動(dòng)力，改動(dòng)運(yùn)動(dòng)形式。由于用處不同，它們的技能要求和加工辦法也不一樣。

　　二、加工辦法

　　螺紋的加工，跟著科學(xué)技能的開展，除選用一般機(jī)床加工外，常選用數(shù)控機(jī)床加工。這樣既能減輕加工螺紋的加工難度又能前進(jìn)作業(yè)功率，并且能保證螺紋加工質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床加工螺紋常用G32、G92和G76三條指令。其間指令G32用于加工單行程螺紋，編程任務(wù)重，程序復(fù)雜;而選用指令G92，可以結(jié)束簡(jiǎn)略螺紋切削循環(huán)，使程序修改大為簡(jiǎn)化，但要求工件坯料事前有必要通過粗加工。指令G76，克服了指令G92的缺點(diǎn)，可以將工件從坯料到制品螺紋一次性加工結(jié)束。且程序簡(jiǎn)捷，可節(jié)約編程時(shí)間。

　　在一般車床上進(jìn)行多頭螺紋車削一直是一個(gè)加工難點(diǎn)：當(dāng)?shù)匾粭l螺紋車成之后，需求手動(dòng)進(jìn)給小刀架并用百分表校正，使刀尖沿軸向準(zhǔn)確移動(dòng)一個(gè)螺距再加工第二條螺紋;或許打開掛輪箱，調(diào)整齒輪嚙合相位，再順次加工其他各頭螺紋。受一般車床絲杠螺距過失、掛輪箱傳動(dòng)過失、小拖板移動(dòng)過失等多方面的影響，多頭螺紋的導(dǎo)程和螺距難以到達(dá)很高的精度。并且，在整個(gè)加工進(jìn)程中，不可避免地存在刀具磨損甚至打刀等問題，一旦換刀，新刀有必要準(zhǔn)判定位在未結(jié)束的那條螺紋線上。這一切都要求操作者具有豐富的經(jīng)歷和高明的技能?？墒?，在批量出產(chǎn)中，單靠操作者的個(gè)人經(jīng)歷和技能是不能保證出產(chǎn)功率和產(chǎn)品質(zhì)量的。在制造業(yè)現(xiàn)代化的今日，數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)用使許多一般機(jī)床和傳統(tǒng)工藝難以操控的精度變得容易結(jié)束，并且出產(chǎn)功率和產(chǎn)品質(zhì)量也得到了很大程度的保證。

　　三、實(shí)例分析

　　現(xiàn)以FANUC系統(tǒng)的GSK980T車床，加工螺紋M30×3/2-5g6g為例，闡明多頭螺紋的數(shù)控加工進(jìn)程：

　　工件要求：螺紋長(zhǎng)度為25mm，兩頭倒角為2×45°、牙外表粗糙度為Ra3.2的螺紋。選用的材料是為45#圓鋼坯料。

　　1.準(zhǔn)備作業(yè)。通過對(duì)加工零件的分析，運(yùn)用車工手冊(cè)查找M30×3/2-5g6g的各項(xiàng)底子參數(shù)：該工件是導(dǎo)程為3mm紋且螺距為1.5(該參數(shù)是查表的重要根據(jù))的雙線螺;大徑為30，公差帶為6g，查得其標(biāo)準(zhǔn)上過失為-0.032、下過失為-0.268、公差有0.236，公差要求較松；中徑為29.026，公差帶為5 g，查得其標(biāo)準(zhǔn)上過失為-0.032、下過失為-0.150，公差為0.118，公差要求較緊;小徑按照大徑減去車削深度判定。螺紋的總背吃刀量ap與螺距的聯(lián)系近經(jīng)歷公式ap≈0.65P，每次的背吃刀量按照初精加工及材料來判定。大徑是車削螺紋毛壞外圓的編程根據(jù)，中徑是螺紋標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)的規(guī)范和調(diào)試螺紋程序的根據(jù)，小徑是編制螺紋加工程序的根據(jù)。兩頭留有必定標(biāo)準(zhǔn)的車刀退刀槽。

　　2、正確挑選加工刀具。螺紋車刀的品種、材質(zhì)較多，挑選時(shí)要根據(jù)被加工材料的品種合理選用，材料的商標(biāo)要根據(jù)不同的加工階段來判定。關(guān)于45#圓鋼材質(zhì)，宜選用YT15硬質(zhì)合金車刀，該刀具材料既適合于粗加工也適合于精加工，通用性較強(qiáng)，對(duì)數(shù)控車床加工螺紋而言是比較適合的。別的，還需求考慮螺紋的形狀過失與磨制的螺紋車刀的視點(diǎn)、對(duì)稱度。車削45鋼螺紋，刃傾角為10°，主后角為6°，副后角為4°，刀尖角為59°16’，左右刃為直線，而刀尖圓弧半徑則由公式R=0.144P判定(其間P為螺距)，刀尖圓角半徑很小在磨制時(shí)要特別仔細(xì)。

　　四、多頭螺紋加工辦法及程序設(shè)計(jì)

　　多頭螺紋的編程辦法和單頭螺紋相似，選用改動(dòng)切削螺紋初始位置或初始角來結(jié)束。假定毛坯已經(jīng)按要求加工，螺紋車刀為T0303，選用如下兩種辦法來進(jìn)行編程加工。

　　1.用G92指令來加工圓柱型多頭螺紋。G92指令是簡(jiǎn)略螺紋切削循環(huán)指令，我們可以運(yùn)用先加工一個(gè)單線螺紋，然后根據(jù)多頭螺紋的結(jié)構(gòu)特性，在Z軸方向上移過一個(gè)螺距，然后結(jié)束多頭螺紋的加工。程序修改如圖。(工件原點(diǎn)設(shè)在右端面中心)

　　2.用G33指令來加工圓柱型多頭螺紋。用G33指令來編程時(shí)，除了考慮螺紋導(dǎo)程(F值)外，還要考慮螺紋的頭數(shù)(P值)來闡明螺紋軸向的分度角。

　　式中：X、Z——決對(duì)標(biāo)準(zhǔn)編程的螺紋結(jié)束坐標(biāo)(選用直徑編程)。

　　U、W——增量標(biāo)準(zhǔn)編程的螺紋結(jié)束坐標(biāo)(選用直徑編程)

　　F——螺紋的導(dǎo)程

　　P——螺紋的頭數(shù)

　　3.多頭螺紋加工的操控要素。在運(yùn)用程序加工多頭中，要特別注意對(duì)以下問題的操控：(1)主軸轉(zhuǎn)速S280的判定。由于數(shù)控車床加工螺紋是依托主軸編碼器作業(yè)的，主軸編碼器對(duì)不同導(dǎo)程的螺紋在加工時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速有一個(gè)極限識(shí)別要求，要用經(jīng)歷公式S 1200/P-80來判定(式中P為螺紋的導(dǎo)程)，S不能超過320r/min，故取S280 r/min。(2)外表粗糙度要求。螺紋加工的終一刀底子選用重復(fù)切削的辦法，這樣可以獲得更潤(rùn)滑的牙外表，到達(dá)Ra3.2要求。(3)批量加工進(jìn)程操控。對(duì)試件切削運(yùn)轉(zhuǎn)程序之前除正常要求對(duì)刀外，在FANUC數(shù)控系統(tǒng)中要設(shè)定刀具磨損值在0.3～0.6之間，地一次加工完后用螺紋千分尺進(jìn)行精細(xì)測(cè)量并記載數(shù)據(jù)，將磨損值減少0.2，進(jìn)行第2次主動(dòng)加工，并將測(cè)量數(shù)據(jù)記載，今后將磨損補(bǔ)償值的遞減崎嶇減少并查詢它的減幅與中徑的減幅的聯(lián)系，重復(fù)進(jìn)行，直至將中徑標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試到公差帶的中心為止。在今后的批量加工中，標(biāo)準(zhǔn)的改動(dòng)可以用螺紋環(huán)規(guī)抽檢，并通過更改程序中的X數(shù)據(jù)，也可以通過調(diào)整刀具磨損值進(jìn)行補(bǔ)償。

刀具的挑選是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不只影響機(jī)床的加工功率，并且直接影響零件的加工質(zhì)量。因?yàn)閿?shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速及規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般機(jī)床，并且主軸輸出功率較大，因而與傳統(tǒng)加工辦法相比，對(duì)數(shù)控加工刀具的提出了更高的要求，包含精度高、強(qiáng)度大、剛性好、耐用度高，并且要求尺度安穩(wěn)，裝置調(diào)整便利。這就要求刀具的結(jié)構(gòu)合理、幾許參數(shù)規(guī)范化、系列化。

1 數(shù)控刀具是進(jìn)步加工功率的先決條件之一，它的選用取決于被加工零件的幾許形狀、資料狀況、夾具和機(jī)床選用刀具的剛性。應(yīng)考慮以下方面：

（1）依據(jù)零件資料的切削功能挑選刀具。如車或銑高強(qiáng)度鋼、鈦合金、不銹鋼零件，建議挑選耐磨性較好的可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具。

（2）依據(jù)零件的加工階段挑選刀具。即粗加工階段以去除余量為主，應(yīng)挑選剛性較好、精度較低的刀具，半精加工、精加工階段以確保零件的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量為主，應(yīng)挑選耐用度高、精度較高的刀具，粗加工階段所用刀具的精度蕞低、而精加工階段所用刀具的精度蕞高。如果粗、精加工挑選相同的刀具，建議粗加工時(shí)選用精加工篩選下來的刀具，因?yàn)榫庸ずY選的刀具磨損狀況大多為刃部細(xì)微磨損，涂層磨損修光，持續(xù)運(yùn)用會(huì)影響精加工的加工質(zhì)量，但對(duì)粗加工的影響較小。

（3）依據(jù)加工區(qū)域的特色挑選刀具和幾許參數(shù)。在零件結(jié)構(gòu)允許的狀況下應(yīng)選用大直徑、長(zhǎng)徑比值小的刀具；切削薄壁、超薄壁零件的過中心銑刀端刃應(yīng)有滿意的向心角，以削減刀具和切削部位的切削力。加工鋁、銅等較軟資料零件時(shí)應(yīng)挑選前角稍大一些的立銑刀，齒數(shù)也不要超越4齒。

選取刀具時(shí)，要使刀具的尺度與被加工工件的外表尺度相適應(yīng)。出產(chǎn)中，平面零件周邊概括的加工，常選用立銑刀；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；加工毛坯外表或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對(duì)一些立體型面和變斜角概括外形的加工，常選用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。

在進(jìn)行自在曲面加工時(shí)，因?yàn)榍蝾^刀具的端部切削速度為零，因而，為確保加工精度，切削行距一般很小，故球頭銑刀適用于曲面的精加工。而端銑刀無論是在外表加工質(zhì)量上還是在加工功率上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于球頭銑刀，因而，在確保零件加工不過切的前提下，粗加工和半精加工曲面時(shí)，盡量挑選端銑刀。別的，刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格聯(lián)系極大，有必要引起注意的是，在大多數(shù)狀況下，挑選好的刀具盡管增加了刀具本錢，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工功率的進(jìn)步，則能夠使整個(gè)加工本錢大大下降。

在加工中心上，一切刀具全都預(yù)先裝在刀庫里，經(jīng)過數(shù)控程序的選刀和換刀指令進(jìn)行相應(yīng)的換刀動(dòng)作。有必要選用適合機(jī)床刀詳細(xì)系標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)規(guī)范刀柄，以便數(shù)控加工用刀具能夠敏捷、準(zhǔn)確地裝置到機(jī)床主軸上或返回刀庫。編程人員應(yīng)能夠了解機(jī)床所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺度、調(diào)整辦法以及調(diào)整規(guī)模等方面的內(nèi)容，以確保在編程時(shí)斷定刀具的徑向和軸向尺度，合理安排刀具的擺放次序。

特征造型不只能表達(dá)機(jī)械零件的底層幾許信息，并且可從具有工程意義的較高層次上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行表達(dá)和建模，有用支持產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)。因而，特征造型是將規(guī)劃與質(zhì)量計(jì)算、工程分析、數(shù)控加工編程等環(huán)節(jié)聯(lián)結(jié)起來的樞紐。

大多數(shù)特征造型體系均選用鴻溝表明法(B-rep)和結(jié)構(gòu)幾許法(CSG)相結(jié)合的辦法來描繪零件的形狀特征。鴻溝表明法首要用于描繪構(gòu)成幾許體的幾許元素(頂點(diǎn)、線、面等)之間的拓?fù)渎?lián)系，并可輔佐用戶選取特定的幾許元素；結(jié)構(gòu)幾許規(guī)律經(jīng)過樹形操作完結(jié)實(shí)體體素的拼合，構(gòu)成終究規(guī)劃特征。本文首要討論結(jié)構(gòu)幾許法的擴(kuò)展及其在數(shù)控鏜刀特征造型體系中的使用。該辦法對(duì)于其它數(shù)控刀具相同適用。

2 輔佐面切開法的引進(jìn)

因?yàn)閿?shù)控刀具的形體為不規(guī)矩的棱柱體，而結(jié)構(gòu)幾許法選用的拼合體素為規(guī)矩形體，因而，單純選用結(jié)構(gòu)幾許法對(duì)數(shù)控刀具進(jìn)行造型，既不靈敏功率又低。如引進(jìn)輔佐面切開法，則可簡(jiǎn)化造型進(jìn)程，進(jìn)步造型功率，在某些狀況下還可下降造型難度。

若選用輔佐面切開法解決上述問題，則只需結(jié)構(gòu)原始長(zhǎng)方體和輔佐面P，然后用

P面切開原始長(zhǎng)方體，即可達(dá)到目的。

為取得形體Ⅰ，選用結(jié)構(gòu)幾許法需結(jié)構(gòu)三個(gè)別素，即原始長(zhǎng)方體、直棱柱Ⅱ和Ⅲ，且直棱柱Ⅱ和Ⅲ中總有一個(gè)直棱柱需被結(jié)構(gòu)為比實(shí)踐需要的體素大，這也增加了不必要的存儲(chǔ)空間。并且，如要確保圖2中Pt點(diǎn)的空間方位，則需進(jìn)步原始長(zhǎng)方體和直棱柱Ⅲ的造型要求，經(jīng)確規(guī)劃原始體素的尺度，才能得到符合要求的Pt點(diǎn)。

若選用輔佐面切開法，為取得形體Ⅰ，則只須結(jié)構(gòu)一個(gè)基本體素——原始長(zhǎng)方體，然后結(jié)構(gòu)切開輔佐面P1和P2，如需確保Pt點(diǎn)的方位，只要確保P1和P2平面均過Pt點(diǎn)即可，而這一點(diǎn)不難做到。

為敘說便利和清楚，以上所舉二例都是經(jīng)化簡(jiǎn)的模型，實(shí)踐造型中所遇到的問題要雜亂得多，并且用結(jié)構(gòu)幾許法結(jié)構(gòu)一個(gè)空間形體能夠經(jīng)由不同的拼合路徑。與一切拼合辦法相比，選用輔佐面切開法都具有明顯的優(yōu)越性。

3 輔佐面切開法的完結(jié)

盡管選用輔佐面切開法可大大簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)幾許法，但并非在一切狀況下都能完結(jié)。如圖3所示狀況，為取得形體Ⅰ，有必要在原始長(zhǎng)方體上減掉長(zhǎng)方體Ⅱ，在此狀況下輔佐面切開法就無法運(yùn)用。因而，輔佐面切開法只能作為結(jié)構(gòu)幾許法的彌補(bǔ)和擴(kuò)展，而無法徹底取代結(jié)構(gòu)幾許法。

輔佐面切開法的使用條件為：

1) 結(jié)構(gòu)幾許法中兩體素有必要作差拼合運(yùn)算；

2) 拼合構(gòu)成的終究形體有必要坐落輔佐面一側(cè)。

因而，為了蕞大限度地使用輔佐面切開法，在構(gòu)成終究形體時(shí)，應(yīng)盡量選用差拼合辦法。但凡能經(jīng)機(jī)械加工得到的零件，均可經(jīng)過精心規(guī)劃基本體素而以差拼合辦法完結(jié)其特征造型。

完結(jié)輔佐面切開法的關(guān)鍵是輔佐面的結(jié)構(gòu)及體素被切開后兩部分的取舍。

平面的幾許界說為：經(jīng)過空間一固定點(diǎn)且垂直于一空間向量的曲面。即由一空間固定點(diǎn)和一空間向量可僅有地?cái)喽ㄒ粋€(gè)平面，其中固定點(diǎn)坐落平面上，空間向量為平面的法向量。因而，平面可由其點(diǎn)法度方程斷定，即

A(X-X0) B(Y-Y0) C( Z-Z0)=0 (1)

其中 P0(X0，Y0，Z0)為一固定點(diǎn)，而V={A，B，C}為平面的法向量。

依據(jù)界說，可用平面上一點(diǎn)和平面的法向量來結(jié)構(gòu)平面。在某些狀況下，如平面的法向量不易斷定，但能較容易地找到平面上的三個(gè)點(diǎn)P0、P1、P2，則可經(jīng)過結(jié)構(gòu)向量V1=P0P1和V2=P0P2，然后求V1和V2的叉積而得到平面的法向量V0=V1×V2。

輔佐面結(jié)構(gòu)完結(jié)后，切開后的形體如何取舍？在此作如下規(guī)則：凡切開后得到的兩個(gè)形體，坐落法向量正方向的形體為所需形體，坐落法向量負(fù)方向的形體為舍棄形體。在結(jié)構(gòu)平面時(shí)，一定要細(xì)心處理法向量的方向，使其指向所需形體。

4 數(shù)控刀具造型規(guī)劃實(shí)例

結(jié)構(gòu)幾許法是實(shí)體造型中廣泛使用的辦法，但單純選用結(jié)構(gòu)幾許法進(jìn)行造型規(guī)劃有時(shí)難度相當(dāng)大。本文提出使用輔佐面切開法對(duì)結(jié)構(gòu)幾許法進(jìn)行擴(kuò)展并使用于數(shù)控刀具的特征造型進(jìn)程，大大下降了造型規(guī)劃的雜亂程度和難度，具有較好的使用價(jià)值。

1．?dāng)?shù)牲加工常用刀具的種類及特色

數(shù)控加工刀具有必要適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、和自動(dòng)化程度高的特色，一般應(yīng)包含通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因而已逐漸規(guī)范化和系列化。