加工中心銑削螺紋

楊志豐

摘 要：該文研究了銑削螺紋的原理及加工特點，利用工廠實例說明了螺紋銑削宏程序編制方法，使得螺紋的加工高效便捷。傳統(tǒng)的螺紋車削和絲錐、板牙已無法滿足高效生產(chǎn)的需要。銑削螺紋的方法采用三軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床進(jìn)行螺紋加工，改變了傳統(tǒng)螺紋的加工方法，尤其是對于加工大型零件，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：加工中心 銑削螺紋 宏程序

中圖分類號：TG547 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（c）-0128-01

1 螺紋銑削的原理和優(yōu)點

銑削螺紋必須選擇能實現(xiàn)三軸聯(lián)動功能的數(shù)控銑床或加工中心。三軸聯(lián)動銑削螺紋，實質(zhì)是XY平面內(nèi)加工整圓同時，Z軸每加工一個整圓下降一個螺距。

螺紋銑削的優(yōu)點：

（1）加工精度、加工效率高

使用三軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床進(jìn)行銑削螺紋加工，它的加工線速度可達(dá)80～200 m/min，而且不受材料的影響。

（2）加工表面質(zhì)量好

由于在螺紋銑削的過程中，主軸高速旋轉(zhuǎn)，背吃刀量較小，并且螺紋銑刀刀刃鋒利，銑削時所產(chǎn)生的切削力使鐵屑可以快速飛離工件表面，故可以獲得較高的表面質(zhì)量。根據(jù)不同進(jìn)給量，不同轉(zhuǎn)速等銑削參數(shù)，也可以人為的控制表面質(zhì)量的高低。

（3）加工范圍廣、成本低

同一把螺紋銑刀又即能加工右旋螺紋，也能加工左旋螺紋，即能加工內(nèi)螺紋，也能加工外螺紋。由于僅有刀尖部分參加銑削，在刀具發(fā)生磨損后，僅僅進(jìn)行更換到頭刀塊的方式就可以進(jìn)行再次加工，節(jié)約刀具成本。

（4）尺寸精度易保證

在螺紋銑削的過程中，每一把刀都有相應(yīng)的刀具半徑補(bǔ)償值。在進(jìn)行加工時可以通過修改刀具補(bǔ)償值來達(dá)到粗加工、半精加工和精加工，獲得較好的螺紋尺寸精度、表面質(zhì)量。

（5）機(jī)床的功率要求低

采用絲錐加工螺紋，由于切削速度較低，刀具全部參與切削螺紋，造成切削力較大，對于機(jī)床提供的扭矩要求較高。一旦切削速度較高、較低，都易造成絲錐折斷。因為螺紋銑削時僅刀尖部分與工件做局部接觸，切削力小，銑削螺紋所需的扭矩較小，所需要的機(jī)床功率小得多。

（6）刀具折損容易處理

使用絲錐時，由于切削力較大、排屑不暢、磨損等原因易造成絲錐折斷，如果是大孔，從工件中將折斷的絲錐取出還稍微容易些，如果是小孔則非常麻煩。而采用螺紋銑刀，很少發(fā)生刀具折斷現(xiàn)象。一旦發(fā)生，由于其直徑一定小于孔的直徑，取出壞刀片也是相對容易。

（7）盲孔加工全尺寸螺紋

傳統(tǒng)的絲錐加工螺紋時，由于絲錐在制造時，絲錐底部要負(fù)責(zé)螺紋的粗加工，所以絲錐的底部在攻絲時，加工出的螺紋牙型較粗。而使用螺紋銑刀進(jìn)行螺紋銑削時，由于螺紋銑刀的刀片形式，刀尖點與刀桿底部相差不大，這樣在進(jìn)行盲孔加工時，加工出的螺紋是全尺寸。

2 螺紋銑刀的種類

螺紋銑刀分為機(jī)夾式和整體式兩類

（1）機(jī)夾式螺紋銑刀又可以分為單齒機(jī)夾和多齒機(jī)夾螺紋銑刀

（1）單齒機(jī)夾螺紋銑刀：刀具結(jié)構(gòu)同數(shù)控內(nèi)螺紋車刀并且刀片與車刀可通用、互換。

（2）多齒機(jī)夾螺紋銑刀（螺紋梳刀）：刀刃上有多個螺紋加工齒，在加工過程中多個刀齒可同時進(jìn)行螺紋銑削。

（2）整體式螺紋銑刀：刀刃上也有多個螺紋加工齒，是一種固定螺距螺紋銑刀。刀具由整體硬質(zhì)合金制成，能有較高的切削速度和進(jìn)給速度，加工范圍很廣。

3 螺紋銑削舉例

加工如圖1所示零件，在進(jìn)行螺紋加工時采用單刃螺紋銑刀進(jìn)行加工，編制一個通用的宏程序進(jìn)行螺紋的加工，以提高加工的通用性和提升了螺紋加工效率。

采用螺紋銑刀進(jìn)行內(nèi)螺紋的銑削。計算螺紋M30×1.5底孔直徑=公稱直徑-1.0825×螺距=30-1.0825×1.5=28.376 mm通孔，內(nèi)孔程序略。內(nèi)螺紋的銑削，編程原點選擇在內(nèi)螺紋孔上平面為Z零點，XY零點在各個內(nèi)螺紋孔的中心處，利用G52坐標(biāo)系偏移命令完成4個內(nèi)螺紋的加工，單個加工內(nèi)螺紋程序如下：

O0001；（程序名）

M06 T01 G54 G90 G40 M03 S1000 G0 X0 Y0 Z100.；（程序初始化）

Z5.；（快速定位到安全平面）

G01 Z0 F40；（刀具工進(jìn)到工件表面）

#1=0；（將0賦值于局部變量#1）

N10 #2=#1-1.5；（將#1-1.5賦值于局部變量#2）

G42 G01 X-13.Y1.188 D01；（直線加刀具半徑補(bǔ)償）

G02 X0 Y14.188 R13.；（圓弧切入）

G02 Z[#2] I-14.188；（圓弧導(dǎo)入半徑）

#1 = #1-1.5；（計算循環(huán)高度）

IF [#1GE-21] GOTO 10；（條件判別語句，如果#1大于-21，則跳轉(zhuǎn)至N10繼續(xù)執(zhí)行程序）

G02 X13. Y1.188 R13.；（圓弧切出工件）

G40 G01 X0；（取消刀具半徑補(bǔ)償）

G00 Z100.；（快速抬刀）

X0 Y0；（刀具回到零位）

M30；（程序結(jié)束）

螺紋銑削在機(jī)械制造中的應(yīng)用愈加廣泛，技術(shù)也日益成熟，這種加工方式表現(xiàn)出了其卓越的加工性能，不單單降低了加工成本，而且大幅度提高了加工效率，為生產(chǎn)制造提供了有力的保障。利用編制通用性強(qiáng)的宏程序進(jìn)行螺紋的銑削，能使加工螺紋變得更加方便和高效，是螺紋的加工問題迎刃而解。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉培躍，閆志波，王軍芬.基于宏程序的螺紋數(shù)控銑削加工[J].工具技術(shù)，2008（12）：58-59.

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