簡述數控加工中心銑削大直徑螺紋的方法

姜 寶(青島黃海學院 山東 青島 266427)

1 前言

螺紋的加工有許多種方法，比較常見的方法有車床車螺紋，銑床攻螺紋，搖臂鉆床攻螺紋，手動攻螺紋等加工形式。車床主要加工一些圓柱類、盤類零件的螺紋比較多，手動攻螺紋和數控銑床用絲錐主要加工一些直徑小于M20以下的螺紋。螺紋加工質量的好壞將影響整個零件的質量，對于一些復雜的形狀不規則的零件里大直徑的螺紋就無法用絲錐進行攻螺紋的加工，故采用數控加工中心進行銑削螺紋的加工方法。用數控加工中心進行內螺紋銑削加工比傳統的內螺紋加工具有加工質量精度高和加工效率高等優勢，特別是相比較于大直徑的內螺紋加工，數控加工中心進行內螺紋的銑削螺紋加工具有更大的優勢。

2 零件的加工

在一零件材料為45鋼，尺寸為100mmx200mmx30mm的方料上加工M42x2的螺紋，深度為30mm的通孔。此螺紋孔要求精度較高，同時對螺紋孔的表面粗糙度也有一定的要求。

2．1 加工工藝的選擇

(1)進行螺紋加工的分析，我們根據機械設計手冊的公式計算得:

螺紋牙高 =0．65×2=1．3cm

螺紋小徑 =42－2×1．3=39．4cm

(2)選擇加工的刀具，我們選用刀桿直徑為Φ16cm的螺紋銑刀來加工螺紋孔，刀片的材料選擇整體硬質合金。

(3)切削用量的選擇，因銑螺紋需多次試加工，所以在選擇切削三要素時要考慮工件的材料和刀具的直徑大小、刀具的材料等各方面的綜合因素。加工螺紋選用的切削用量如下:

①進給速度F=300毫米/分鐘。

②主軸轉速S=2000r/min。

③背吃刀量的選擇，螺紋的加工采用每次背吃刀量逐漸減少的方法，這樣有利于提高螺紋的加工質量。

2．2 加工工序安排如下

螺紋銑刀加工時的旋轉中心在編制加工程序前要先確定。

(1)將工件安裝找正對刀結束后，設定工件的零點X，Y，Z的G54坐標。

(2)先進行鉆底孔的加工，使用直徑φ40MM的麻花鉆進行加工。

(3)底孔加工結束后，為保證底孔的精度，可使用鏜刀或鉸刀對底孔進行精加工。

(4)最后使用直徑Φ16mm內螺紋銑刀，螺距為2mm，進行螺紋孔的加工。

2．3 采用FANUC系統進行程序的編制

(1)用宏程序編程:

O0100;

G90G54G40G0X11．65Y0S1000M3;快速定位到工件G54零點，主軸正轉

Z5;離工件上表面的安全高度

M08;切血液開

#1=0;螺距個數

#2=2;螺距值

#3=30;螺紋孔的加工深度

#4=0;銑削螺距的深度

WHILE［#4LT#3］D01;判斷螺紋銑削深度是否到位，及條件不滿足則退出循環體。

#1=#1+1;螺距個數計

#4=#1*#2;計算銑削螺距的深度

G02I－11．65Z［－ #4］;圓弧插補銑削螺紋

G01X0F600;直線插補回到孔中心

G00Z250M05;快速回到工件上表面，主軸停轉

M9;切削液關

M30;程序結束返到程序開頭

(2)調用子程序的方法編程:

O200;(主程序)

G90G54G0G40X0Y0Z100S1200M3;快速定位到工件G54零點，主軸正轉

G0Z10;刀具快速定位到工件上表面

G01Z5F80;切削進給

G01X11．6;切削到工件孔壁

M98P190201;調用子程序19次

G90G0X0Y0;快速返回到工件孔中心

G0Z100;主軸返回工件Z100處

M30;程序結束

O201;(子程序)

G91G02I－11．6J0Z －2;圓弧插補加工內螺紋

M99;子程序結束并返回主程序

2．4 采用西門系統編程如下:

(1)主程序的編寫:

8AD8;(主程序)

G90G54G0G40X0Y0Z100S1200M3;

G0Z10;

G01Z5F80;

G01X11．6;

LQWSA;

G90G0X0Y0;

G0Z100;

M30;

(2)子程序的編寫

QWSA;(子程序)

N1R1=40R2=2R3=5R4=－30;

N2G90G54G40G0X0Y0S1000M3;

N3G0Z100;

N4Z=R3;

N5G91G01G41D1X=R1/2;

N6G03X=0Y0I=－(R1/2)J0Z=－R2;

N7R3=R3－R2;

N8IFR3＞R4G0T0N5;

N9G0G40X=－R1/2;

N10G00G90Z150;

N11M17;

3 銑削螺紋加工中注意的問題:

3．1 螺紋銑削過程中應減少粘刀和毛刺，必要時打開切血液進行加工。

3．2 使用本工序加工時，應使用機床幾何精度特別是重復定位精度比較好的機床加工，以保螺紋尺寸的加工精度。

3．3 在退刀時要用G40取消刀具的半徑補償，以避免在調用子程序時將子程序帶到主程序，使螺紋加工軌跡損壞，造成工件報廢。

3．4 加工過程中為了延長刀具的使用壽命，并排除鐵屑，通常情況下多使用切削液進行沖洗。

4 結束語

在機械制造業飛速發展的今天，大直徑螺紋的應用已相當廣泛，我們要熟練的掌握銑削螺紋的加工方法，大力提高生產效益，以適應現代制造業發展的需要。