五軸加工中心上螺紋銑削應(yīng)用技術(shù)研究

（西安現(xiàn)代控制技術(shù)研究所，陜西 西安 710065）

1 螺紋銑削加工概述

傳統(tǒng)的螺紋加工方法主要為采用螺紋車(chē)刀車(chē)削螺紋或采用絲錐和板牙手工攻、套螺紋，隨著數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展，使更先進(jìn)的螺紋加工方式螺紋銑削得以實(shí)現(xiàn)。螺紋銑削加工與傳統(tǒng)加工方式相比，在加工精度、加工效率方面具有極大優(yōu)勢(shì)：（1）加工時(shí)不受螺紋結(jié)構(gòu)和旋向的限制，如一把螺紋銑刀可加工多種不同旋向的內(nèi)、外螺紋，可加工不允許有過(guò)渡扣或退刀槽結(jié)構(gòu)的螺紋；（2）螺紋銑刀的使用壽命長(zhǎng)，是絲錐、板牙的幾倍甚至十多倍。

2 目的

對(duì)于銑削螺紋而言，由于老舊機(jī)床普遍沒(méi)有銑削螺紋指令，所以只能通過(guò)編寫(xiě)宏程序，按照刀具旋轉(zhuǎn)一周，軸向下降一個(gè)螺距來(lái)實(shí)現(xiàn)螺旋線(xiàn)插補(bǔ)，從而完成加工。目前大多數(shù)教材及資料對(duì)于螺紋銑削均是提及此方法。而對(duì)于五軸加工機(jī)床，尤其是海德漢系統(tǒng)指令的應(yīng)用更是微乎其微，僅停留在培訓(xùn)教材的程度，對(duì)實(shí)際加工的具體指導(dǎo)性更是無(wú)從談起，作者通過(guò)多次上機(jī)使用，將其中的問(wèn)題總結(jié)歸納，希望能給大家今后的工作一個(gè)借鑒參考。

3 方法

在海德漢ITNC530系統(tǒng)中，對(duì)于銑削螺紋有專(zhuān)門(mén)的循環(huán)指令CYCL 263，作者實(shí)際使用過(guò)程中操作簡(jiǎn)便，易于快速實(shí)現(xiàn)程序編寫(xiě)。

3．1 CYCL 263 指令介紹

CYCL DEF 263

Q335=16；名義直徑

Q239=1；螺距P=1

Q201=-12；螺紋深度

Q355=0；每步螺紋扣數(shù)（整體式圓柱螺紋銑刀為0）

Q253=750；預(yù)定位進(jìn)給率F

Q351=+1；順銑或逆銑，+1順銑為右旋，-1逆銑為左旋

Q200=2；安全高度

Q203=+0；表面坐標(biāo)

Q204=+50；第二安全高度

Q207=500；銑削進(jìn)給率

注明：CYCL DEF 263指令各部分的釋義如上，按照螺紋要求，對(duì)照填寫(xiě)直徑、螺距、深度、旋向、進(jìn)給率等信息，其余保持默認(rèn)均可。

3．2 程序編寫(xiě)

以?xún)?nèi)螺紋M16×1，螺距P=1mm,螺紋深度12mm細(xì)牙為例，螺紋底徑15.1已加工好，所采用機(jī)床為德瑪吉DMU80P五軸加工中心，刀具為直徑D=10的整體式圓柱螺紋銑刀，編寫(xiě)加工程序如下:

0 BEGIN PGM XILUOWEN MM

1 BLK 0.1 X-50 Y-50 Z-50

2 BLK 0.2 X+50 Y+50 Z+0 ；定義毛坯大小

3 CYCLE DEF 247 DATUM SETTING Q339=+1；設(shè)定工件坐標(biāo)系為1號(hào)

4 M127；取消最短路徑

5 M129；取消M128五軸刀尖跟隨功能

6 TOOL CALL 2 Z S600 DL+0 DR+0；選取2號(hào)整體圓柱螺紋刀具, DL為長(zhǎng)度補(bǔ)償， DR為半徑補(bǔ)償

7 CALL LBL 100 ；復(fù)位平移、旋轉(zhuǎn)、加工平面傾斜

9 M13；主軸正轉(zhuǎn)冷卻液開(kāi)

10 CYCL DEF 263

Q335=15.6；名義直徑15.6，第一次粗加工

Q239=1；螺距P=1

Q201=-12；螺紋深度

Q355=0；每步螺紋扣數(shù)（整體式圓柱螺紋銑刀為0）

Q253=750；預(yù)定位進(jìn)給率F

Q351=+1；+1順銑為右旋

Q200=2；安全高度

Q203=+0；表面坐標(biāo)

Q204=+50；第二安全高度

Q207=200；銑削進(jìn)給率,酌情給定

11 CYCL CALL POS X+0 Y+0 Z+0 FMAX；在位置X0Y0Z0坐標(biāo)點(diǎn)調(diào)用螺紋銑削循環(huán)

12 CYCL DEF 263

Q335=15.9；名義直徑15.9，第二次半精加工

Q239=1；螺距P=1

Q201=-12；螺紋深度

Q355=0；每步螺紋扣數(shù)（整體式圓柱螺紋銑刀為0）

Q253=750；預(yù)定位進(jìn)給率F

Q351=+1；+1順銑為右旋

Q200=2；安全高度

Q203=+0；表面坐標(biāo)

Q204=+50；第二安全高度

Q207=200；銑削進(jìn)給率,酌情給定

13 CYCL CALL POS X+0 Y+0 Z+0 FMAX；在位置X0Y0Z0坐標(biāo)點(diǎn)調(diào)用螺紋銑削循環(huán)

14 CYCL DEF 263

Q335=16；名義直徑16，第三次精加工

Q239=1；螺距P=1

Q201=-12；螺紋深度

Q355=0；每步螺紋扣數(shù)（整體式圓柱螺紋銑刀為0）

Q253=750；預(yù)定位進(jìn)給率F

Q351=+1；+1順銑為右旋

Q200=2；安全高度

Q203=+0；表面坐標(biāo)

Q204=+50；第二安全高度

Q207=200；銑削進(jìn)給率,酌情給定

15 CYCL CALL POS X+0 Y+0 Z+0 FMAX；在位置X0Y0Z0坐標(biāo)點(diǎn)調(diào)用螺紋銑削循環(huán)

16 M9；切削液關(guān)

17 M5；主軸停轉(zhuǎn)

18 CALL LBL 100；復(fù)位平移、旋轉(zhuǎn)、加工平面傾斜等

19 M30；程序結(jié)束

20 LBL 100；子程序100

21 CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT

22 CYCL DEF 7.1 X+0

23 CYCL DEF 7.2 Y+0

24 CYCL DEF 7.3 Z+0；取消坐標(biāo)系平移

25 CYCL DEF 8.0 MIRROR IMAGE

26 CYCL DEF 8.1；取消坐標(biāo)系鏡像

27 CYCL DEF 10.0 ROTATION

28 CYCL DEF 10.1 ROT +0；取消坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)

29 M140 MB MAX；沿當(dāng)前刀具軸退到最遠(yuǎn)

30 L Z-1 R0 FMAX M91；主軸抬到高處

31 L X200 Y-1 R0 FMAX M91；X軸Y軸遠(yuǎn)離工作臺(tái)

32 L B0 C0 FMAX；主軸擺頭、工作轉(zhuǎn)臺(tái)回到0點(diǎn)

31 PLANE RESET STAY；復(fù)位傾斜面

32 LBL 0；子程序100結(jié)束標(biāo)記

ND PGM XILUOWEN MM

3．3 對(duì)程序的幾點(diǎn)說(shuō)明

（1）螺紋底孔尺寸不能完全依靠計(jì)算公式，應(yīng)根據(jù)具體情況加工適當(dāng)，經(jīng)驗(yàn)公式為D1=D-(1～1.3)P(公稱(chēng)直徑減去1～1.3倍的螺距)，直徑小用小值，直徑大用大值。

（2）注意銑削時(shí)讓刀現(xiàn)象。為避免這一情況的產(chǎn)生，螺紋加工在徑向上應(yīng)分若干次切削（筆者認(rèn)為3～4次較為合適），將徑向余量進(jìn)行從大到小合理分配，具體做法就是多次調(diào)用CYCL DEF 263指令，每次修改Q335（名義直徑）的值即可達(dá)到分配余量的目的。

（3）對(duì)首件的加工應(yīng)采用試切法，通過(guò)螺紋量規(guī)測(cè)量和修改刀具半徑補(bǔ)償DR值相結(jié)合的方法，從而達(dá)到螺紋尺寸精度要求。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）用海德漢系統(tǒng)螺紋循環(huán)指令加工螺紋是一種不需編寫(xiě)宏程序的新方法。通過(guò)在五軸加工中心上的應(yīng)用，使平時(shí)較少接觸的指令有了用武之地，使設(shè)備的優(yōu)越性得到了體現(xiàn)。但又不光限于此系統(tǒng)，也為其他具備螺紋銑削指令的設(shè)備提供了新思路。

（2）不用編寫(xiě)復(fù)雜的宏程序，編程結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，編輯調(diào)整快捷，只需將指令多次復(fù)制、粘貼稍作修改即可。

（3）借助五軸傾斜面固定軸可實(shí)現(xiàn)對(duì)特殊位置分布螺紋的加工，避免做工裝、夾具帶來(lái)的成本浪費(fèi)。