宏程序在錐管螺紋銑削加工中的應用

鐘 睿 劉春蘭 羅 福

（江西贛州技師學院，江西 贛州 341000）

宏程序在錐管螺紋銑削加工中的應用

鐘 睿 劉春蘭 羅 福

（江西贛州技師學院，江西 贛州 341000）

采用若干個微小的直線段逼近的方式，圍繞錐管螺紋銑削加工的工藝分析、螺紋銑刀的種類、宏程序的編程等與大家共同探討錐管螺紋銑削加工。

錐管螺紋；銑削加工；宏程序

學院數控實訓車間近期接到市某管道加工企業的一批錐管螺紋零件產品的來料加工業務，該產品應用于水、煤、汽車等管路中，靠徑向密封，只要有泄漏就繼續旋入直至不漏為止，因此，本文主要圍繞錐管螺紋銑削加工的工藝分析、螺紋銑刀的種類、宏程序的編程等與大家共同探討一下錐管螺紋銑削加工

1 錐管螺紋銑削加工的工藝分析

由于加工中心編程中沒有單獨的螺紋加工編程指令，且錐管螺紋有1：16的錐度，單純的圓弧指令是滿足不了錐管螺紋的銑削加工，因此，在滿足編程誤差允許的條件下，采用若干個微小的直線段逼近的方式來銑削錐管螺紋。根據錐管螺紋1：16錐度，不難看出。隨著螺旋線的上升，其半徑也隨著增大，所以，其運動軌跡為螺紋銑刀走螺旋曲線，繞螺紋軸線作X、Y方向進行圓周運動，同時Z方向作直線運動，每繞螺紋軸線運行一周沿Z方向移動一個螺距，因此，可以把螺旋線的圓周分成360度和螺旋線旋轉一周上升的高分成360等分，隨著螺旋線的圓周角度變化，X、Y、Z坐標值也發生相應的變化，再加上螺紋的圈數，就能把整個錐管螺紋銑削出來。螺旋線的圓周角度變化一般選用1度左右比較合適，其每變化1度，移動一個直線段，這個精度應該能保證錐管螺紋的質量，當然，如果精度要求較高，可以把螺旋線的圓周角度變化劃成0.5度，甚至更小。

圓錐螺紋的錐度是指圓錐的底面直徑與錐體高度之比，如果是圓臺，則為上、下兩底圓的直徑差與錐臺高度之比值。如標準錐管螺紋的錐度為1∶16，當用半徑計算時，其斜則為1∶32，即每一等分長度上的半徑差△r和螺距P 的關系為：斜度=△r/p=1/32，即△r=p/32。

2 螺紋銑刀的種類

圖1 單排銑刀

圖2 多排銑刀

圖3 旋風螺紋

（1）單排銑刀（圖1），其通用性好，同一刀片可用于不同的螺距，它是不對稱零件上加工較大外螺紋時的首選，也是低切削力加工中等至大尺寸內螺紋的理想的補充選擇，此外，它還是穩定性較差時的理想之選，例如在需要長刀具懸伸和或對薄壁零件銑螺紋時，適用于小批量生產和混合生產。

（2）多排銑刀（圖2），通用一般，只能加工螺距是相等的螺紋，優點是僅通過單次360度走刀便可加工出一圈螺紋，提供有45度的埋頭孔，可只在一種刀具中進行螺紋加工和倒角加工。

（3）旋風銑螺紋（圖3），只需單次走刀就可去除所有余量，可大大減少加工時間，用于快速縱切機床中，螺紋旋風銑環傾斜到螺旋角，可生成精確的螺紋，良好的切屑控制，適用于細長零件，可獲得無變形的高質量螺紋。

3 錐管螺紋宏程序的銑削編程應用

加工說明（圖4）：NPT2錐管螺紋，其中心位置（40，25），螺距2.209，牙型高度1.767，螺紋深度28，錐度為1：16，牙型角60度，基準距離11.065，基準平面內的基本直徑：大徑：60.092；中徑：58.325；小徑：56.558。

根據本次錐管螺紋的特點和加工量及每種銑刀其自身的優勢，適用場合，本文選用山特維克可樂滿提供單排螺紋銑刀（圖1），銑刀直徑為26，三齒。假設螺紋底孔已預先加工，為簡明扼要說明宏程序原理，這里使用一刀精加工，實際加工可合理分配余量分次加工。

圖4 加工圖

O1000

G90 G54 G40 G00 X0 Y0 Z200 S2000 M03

G65 P2000 A26 B0 X40 Y25

G90 G00 Z100 M05

M30

自變量賦值說明

#1=A 銑刀直徑（選用單排3齒螺紋銑刀即圖一）

#2=B 螺紋孔頂面Z坐標（非絕對值）

#24=X 螺紋中心X坐標值

#25=Y 螺紋中心Y坐標值

O2000

G52 X[#24] Y[#25] 在待加工的螺紋孔中心（頂面）建立局部坐標系

#3=2.209 螺紋的螺距

#4=1.767 螺紋的牙型高度（半徑值）

#5=5 加工安全高度

#6=1：16 螺紋的錐度

#7=ROUND[1000*100/[#1*3.14]] 主軸轉速n,并取整，由理論切削速度Vc（此處100m/min）

#8=0.1*3*#7 銑刀邊緣切削刃處的進給速度F1，此處每齒進給量為0.1mm

#9=1 螺旋線圓周角

#10=60.092 螺紋的大徑

#12=28 螺紋的深度

#13=ROUMD[#12/#3] 銑削螺紋的圈數，并取整

#14=ROUND[#8*[#10-#1]/#10] 銑刀中心的進給速度，并取整，由銑刀邊緣的速度F1計算

#15=#10-[#13*#3/16] 銑削起點螺紋有大徑（因對銑削圈數取整，起點有所變動）

S[#7] M03

GOO X0 Y0 移至孔螺紋孔中心

G00 G43 H1 Z100

G00 Z[#5] 刀具移至安全距離

G01 Z[-#13*#3] F[#14] 刀具移至孔底

G01 G41 D01 X[[#15-#1]/2/2] Y-[[#15+#1]/2/2] F[#14]走45度斜線，引入刀具左補償

G03 X[#15/2] Y0 R[[#15+#1]/2/2] 圓弧切入

#16=#3/360/32 螺旋線圓周角旋轉1度后，其半徑的增量

WHILE [#9 LE #13*360] DO 1 判斷圓周角是否到位

#17=#15/2+#16*#9 螺旋線旋轉一定角后的半徑

G01 X[#17*COS[#9]] Y[#17*SIN[#9] ] Z-[#13*#3-#3*#9/360]直線切削XYZ三軸同時移動

#9=#9+1 螺旋線圓周角變化

END1

G00 G40 X0 Y0 取消刀具補償

G00 Z[#5]

G52 X0 Y0

G00 Z100

M99

4 結語

螺紋銑削通過旋轉刀具的圓弧坡走移動生成螺紋，刀具在一圈中的運動產生螺距。雖然不像螺紋車削那樣被廣泛使用，但螺紋銑削在某些應用場合中卻能實現高生產效率。以下情況下，應始終選擇螺紋銑削：加工非對稱/非旋轉零件時、加工會導致斷屑和排屑問題的材料時、加工會產生高切削力的剛性材料時、切削至臺肩或靠近盲孔底部時、加工薄壁零件時零件裝夾不穩定時、需要將刀具庫存降至最低時、不希望在加工昂貴零件時冒著絲錐破裂的風險時（螺紋銑刀總是可以從零件上完全移開）。

[1] BEIJING-FANUC 0i-MC 操作說明書[S].

[2] 陳海舟.數控機床銑削加工宏程序及應用[M].北京:機械工業出版社,2006.

[3] 成大先.機械設計手冊[M].北京:化學工業出版社,2003.

[4] 計志考.螺紋加工新工藝[M].北京:兵器工業出版社,1990.

Application of macro program in taper pipe thread milling of

This paper adopts a plurality of micro line segment approximation method, around the taper pipe thread milling process analysis, thread milling cutter type, macro program programming with you to explore the taper pipethread milling.

Taper pipe thread;milling;macro program

TG62

A

1008-1151(2015)03-0087-02

2015-02-11

鐘睿（1976－），男，江西贛州技師學院高級實習指導教師，研究方向為數控加工技術；劉春蘭（1979－），女，江西贛州技師學院講師，研究方向為數控加工技術；羅福（1982－），男，江西贛州技師學院數控車工技師，研究方向為數控加工技術。