职业教育对推广螺纹加工新技术责无旁贷
职业教育对推广螺纹加工新技术责无旁贷
霍山县高级职业中学：潘家政
目前我国机械行业对异形零件的螺纹加工绝大多数采用传统的攻削等方法。而早已在国外流行多年的螺纹铣削加工方法在我国相当规格的企业中都 没有得到应有的应用；在大多数职业教育学校犹其是中等职业学校更是教学的盲点。而且这种势头目前还看不到任何转机，这是因为现在大多学校学生实习所用毛坯是尼龙、塑料或软金属，选择攻削螺纹就更成了理所当然，教学的更新难以推出就不难理解了。正是中国人固有的安于现状与得过且过的态度逐步拉大了本已缩小的同世界先进国家间的数控应用技术水平。
当然造成这种情况也有客观原因，那就是：学生素质较差使教学难度难以深入无法触及该层次教学；由于教学设备的缺乏而纸上谈兵不得不降低教学难度；再就是从事职业教育的教师因培训机会太少而使自己知识逐渐老化难以适应新的教学要求。由此可见我国中职教育与社会实践还存在着多么大的差距。国外流行多年的实用加工技术而在我国职业教育界还是概念上空白又怎么能适应国际环境的竞争？
中国要缩短与发达国家的差距，就是要加快发展我们的优势产业的同时，学习发达国家先进经验，最关键的就是要自主创新地开发利用新技术、新工艺。职业教育要肩负起培养数以亿计产业技术人才的重任，职业学校能不能为国家建设输送出合格的劳动者在很大程度决定了职业教育的成败，也决定了国民经济的可持续发展。笔者提出在职业教育教学中推广螺纹加工新技术，不仅是因为这种技术的应用范围广，经济效率高，为我国机加工行业所急需的新技术，更重要的是想以此为例来说明中职教育应结合市场经济，大胆创新，调整专业结构、瞄准世界职业技术教育的前沿，为国家的现代化建设培养出新型的、合格的技术人才。
笔者从技术层面谈谈螺纹铣削加工问题，但愿能抛砖引玉，推动专业教师对新技术、新课题的研究。
一、实现螺纹铣削加工的基本条件：螺纹铣削至少需要一台具有编程功能的三轴联运数控铣床，再加上正确简捷的宏程序与之配套运行是完成螺纹铣削加工的基本保证。
二、螺纹攻削加工的特点：攻削螺纹的设备要求比较简单，能在很多机床上进行。而且对这些机床的转速要求较低，不需具备螺旋插补的刀具路径，一般来说对于加工直径小于20ｍｍ材料硬度低于50HRC的螺纹而言是具有较好的经济效率的，特别是对于精度要求不高的螺纹加工就更是如此。但对于超出上述条件的螺纹加工来说采用攻削加工就相当困难了：首先攻削螺纹的机床功率要求相当大，螺纹质量也因攻削转速过低而无法保证，同时因排屑困难偶有断锥现象发生；另外对于盲孔底部螺纹还有无法攻削的困难，这也是无法克服的困难。
三、螺纹铣削加工的特点：螺纹铣削加工与传统加工方法相比，在加工精度、加工效率上都有极大的优势，且加工时不受螺纹结构和旋向的限制，一把螺纹铣刀可加工多种不同旋向的内外螺纹，对不允许有过渡螺纹或退刀槽结构的螺纹加工也是轻而易举。螺纹铣刀本身不带导程（螺距），不要求主轴的转向与Ｚ向进给高度同步，完全是依靠数控系统的GO2、GO3螺旋插补功能实现三轴联动。从纯粹的运动分析可知：只要保正Ｚ轴（螺纹刀）与被铣螺纹相对公转一圈按螺纹轴向进给量固定为螺距，而且每次从一固定不变的高度开始下刀，那么加工出来的螺纹都会在相同的位置上，且半径的大小不会影响螺纹深度（牙高）加工，无论如何也不必担心乱牙现象。而且内螺纹切削时螺纹刀直径小于螺纹小径，通常不存在排悄困难，故螺纹刀的自转速度可以按材料切削要求自由设定。
显而易见，螺纹铣削加工有很多优点，但目前还有一些不足，需要提请注意的：一是因国内应用不够广泛，使得刀具价格昂贵；二是铣削深孔螺纹的单边受力容易引起让刀或刀杆折断；三是需要引用变量编程。
螺纹铣削加工的原理见下图，螺纹刀做高速自转和垂直运动；毛坯与工作台一起做圆弧插补运动完成了高质量的螺纹铣削加工。
四、新技术推广任重道远：通过以上比较可以看出：螺纹攻削虽然技术落后，但设备简单、操作简单、对操作工人没有什么过份的技术要求，故在尚没有普及螺纹铣削加工的今天仍将占有相当一段时间的统治地位，但新技术革命的发展是不可阻挡的。
要做好新技术新知识教学工作，必须克服畏难情绪。困难虽然重重，但总结起来就是两点：一是硬件，二是软件。但这两件中最可怕不是硬件而是软件，认识这一点比什么都重要。下面我不谈硬件只谈谈软件中的变量编程吧。
要说宏程序学习在职中生来说就是一只拦路虎一点也不为过，不仅学生怕学，教师也怕教。有人或许会说工人只要会按按钮就行了，要宏程序干什么？要回答这个问题并不难，试问一线工人都了解宏程序了，我们的编程设计人员还能乐此不疲地使用效率低下的旧工艺吗？其实变量编程也并非不为我们的学生接受，只要在教学中若努力做到以循序渐进为原则，以简单应用（或套用）为目标就一定能收到良好的教学效果。至少能在螺纹加工起到一定的作用就是收获！就能逐步培养出优秀的选手。下面我通过两个例子来说明宏程序在螺纹加工中应用，希望能得到够举一反三的目的。
例一：已知内螺纹大径φ＝42，P＝1.5螺纹深Z＝－20．设用半径ｒ＝13.5的单刃螺纹刀加工，编写其螺纹铣削加工宏程序过程是：
计算：底径 42-1.3p=40.5；单边加工余量：（42-40.5）/2=0.975。将其分为以下三刀切削。即0.975=0.625+0.175+0.175。
注意：单刃刀切削加工不能执行不完整的四分之一圆周或二分之一圆周。因此，为保证螺纹20的深度须在初始面一定高度上开始加工。由于21/1.5＝14，把初始进刀位置定在Z＝1的面为加工效率最佳。
O1001
M03S1500；
G54G90G00X0Y0Z30； 程序开始，定位安全高度Z＝30
G65PO1002A20.650B-20.C13.5I1.0H1.5 ； 第一刀
G65PO1002A20.825B-20.C13.5I1.0H1.5； 第二刀
G65PO1002A21.B-20.C13.5I1.0H1.5； 第三刀
M30；
自变量赋值说明
＃1＝（A） 螺纹顶径
＃2＝（B） 螺纹深度
＃3＝（4） 螺纹铣刀半径
＃4＝（I） Z轴设为自变量，赋初始值1
＃11=（H） 螺距
宏程序：
O1002
＃5＝＃1-＃3； 螺旋加工时刀具中心理论回转半径
G00 X＃5； 快速移动到起点上方
Z[#4+1] ； 快速下降到Z＃4面上1处
G01 Z＃4F200； G01进给到Z4面
WHILE[＃4GT#2]DO1； 如＃4>#2,循环1继续
＃4＝＃4-＃11； Z坐标每圈下降一个螺距
G02 I-＃5 Z＃4F500； G02顺时针螺旋加工至下一层
END1； 循环结束
G01X[#5-3.] ； G01向中间退3（3须大于牙高）
G00Z30； 提刀到安全高度
M99； 结束子程序
例二：若外螺纹大径φ＝42，P＝1.5螺纹深Z＝－20．设用半径ｒ＝13.5的单刃螺纹刀加工，编写其螺纹铣削加工宏程序过程是：
主程序
O2001
M03S2000；
G54G90G00X0Y0Z30；
G65P2002A20.375B-20.C13.5I1.0H1.5；
G65P2002 A20.20.2B-20.C13.5I1.0H1.5；
G65P2002 A20.025.2B-20.C13.5I1.0H1.5；
M30；
自变量赋值说明
＃1＝（A） 螺纹顶径
＃2＝（B） 螺纹深度
＃3＝（4） 螺纹铣刀半径
＃4＝（I） Z轴设为自变量
＃11=（H） 螺距
O2002
＃5＝＃1+＃3；
G00 X＃5； 快速移动到起点上方
Z[#4+1] ； 快速下降到Z＃4面上1处
G01 Z＃4F200； G01进给到Z4面
WHILE[＃4GT#2]DO1； 如＃4>#2,循环1继续
＃4＝＃4-＃11； Z坐标每圈下降一个螺距
G02 I-＃5 Z＃4F500； G02顺时针螺旋加工至下一层
END1； 循环结束
G01X[#5＋3.] ； G01向X正向退3（3须大于牙高）
G00Z30； 提刀到安全高度
M99； 结束子程序
五、结束语：比较以上两例可以看出：铣削不同直径的内外螺纹的宏程序形式基本相同，可以通过修改参数而实现对不同参数螺纹的铣削加工，可见要推广这一新技术革并非高不可攀，那又如何推广呢？首先是我们从事职教一线工作的教师要从思想上重视，要看到这项技术革命的远大前景：它不仅是提高机械加工的质量、缩短工作的周期、创造新的经济效率，还是关系到到国家民族兴旺的大事；其次是教学实行产教结合，到生产一线去了解生产实际的需求。我坚定地相信有需求才有动力，当人们认识到这种技术加工的价值时，它就一定会迅猛地发展。
我们现在所做的就是希望它的发展能快些！快些！更快些！！
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