螺紋數控銑削加工及其編程

引言傳統的螺紋加工方法主要是:：外螺紋采用螺紋車刀車削，工作時需多次走刀才能切出螺紋輪廓，生產效率低；內螺紋采用絲錐攻絲，工作時必須先把螺紋底孔加工好，然后換刀進行加工，輔助時間長。隨著數控技術的發展，數控銑削螺紋的加工方式逐漸地取代了傳統的螺紋加工方法。與傳統的螺紋加工方法相比，螺紋銑削加工的效率和加工精度都有所提高。特別是對于一些有特殊結構要求的螺紋，如沒有過渡扣或退刀槽結構的螺紋，采用螺紋銑削的方法更表現出它的優勢。因此，對于大批量生產的螺紋，數控銑削螺紋是一種有較大推廣價值的新工藝。
1 螺紋銑刀及其工藝特點
加工螺紋的銑刀類型有多種，各種螺紋銑刀的加工工藝特點也不同。
盤形螺紋銑刀主要用于銑削螺距較大、長度較長的螺紋，如單頭或雙頭梯形螺紋和蝸桿等。
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圖1 盤形螺紋銑刀及其工作示意圖

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圖2 梳形螺紋銑刀及其工作示意圖
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(a)

(b)
圖3 螺紋鉆銑刀及其螺紋銑削加工示意圖
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圖4 螺紋銑刀軌跡
梳形螺紋銑刀
梳形螺紋銑刀可以看作是若干個盤形螺紋銑刀的組合，如圖2所示。加工時，銑刀和工件軸線平行，且銑刀和工件沿螺紋全長接觸。因此，切削時工件旋轉一周，工件和銑刀相對軸向移動一個螺距，即能切出所需螺紋。梳形螺紋銑刀主要用于加工長度短而螺距小的三角形內、外圓柱螺紋和圓錐螺紋。
復合螺紋銑刀為了提高生產效率，能在不換刀的情況下一次性切出螺紋，可采用如圖3(a)所示的復合螺紋銑刀—螺紋鉆銑刀。螺紋鉆銑刀的切削刃表面上看有些像絲錐，實際上與絲錐不同，刀具上無螺旋升程，加工中的螺旋靠機床運動實現。用螺紋鉆銑刀銑削螺紋時的工作示意圖如圖3(b)所示，其步驟為：第1步，螺紋鉆銑刀快速運行至工件**平面；第2步，螺紋鉆銑刀鉆孔至孔深尺寸；第3步，螺紋鉆銑刀提升至螺紋深度尺寸；第4步，螺紋鉆銑刀以圓弧切人螺紋起始點；第5步，螺紋鉆銑刀繞螺紋軸線作X、Y方向的插補運動，同時作平行于軸線的+Z方向運動，即每繞螺紋軸線運行360°，沿+Z方向就上升一個螺距，刀具三軸聯動運動軌跡為一螺旋線；第6步，螺紋鉆銑刀以圓弧從起始點退刀；第7步，螺紋鉆銑刀快速退至工件**平面，準備加工下一孔。螺紋鉆銑刀銑削螺紋的運動軌跡如圖4所示。
2 螺紋銑削編程現以M20×1.5右旋內螺紋銑削加工實例說明螺紋加工的編程方法。工件材料：鑄鐵；螺紋底孔直徑：Di18.38mm；螺紋直徑：Do=20mm；螺紋長度：L=25mm;螺距：P=1.5mm；刀具：硬質合金螺紋鉆銑刀；銑刀直徑D2=10mm；銑削方式：順銑；切削速度50m/min；銑削進給量：0.1mm/齒。
1、參數計算主軸轉速為：n=(1000v)/(D2p)=(1000×50)/(10x3.14)=1592(r/min)銑刀齒數z=1，每齒進給量f=0.1mm，銑刀切削刃處進給速度為: v1=fzn=0.1×1×1592=159.2(mm/min)銑刀中心進給速度為：v2=v1(D0-D2)/D0=159.2×(20-10)/20=79.6(mm/min)設**距離CL=0.5mm，切入圓弧半徑為:

Re=	(Ri-CL)2+R02	=	(9.19-0.5)2+102	=8.78

	2R0		2×10

切入圓弧角度為：b=180°-arcsin[(Ri-CL)/Re)=180°-arcsin[(9.19-0.5)/8.78]=180°-84.12°=95.88°切入圓弧時的Z軸位移為：Za=Pa/360°=1.5×90°/360°=0.375(mm) 切入圓弧起點坐標為：

{	X=0
	Y=-Ri+CL=-9.19+0.5=-8.68
	Z=-(L-Za)=-(25+0.375)=-25.375

2、螺紋銑削程序(FUNUC系統) % N10G90 G00 G57 X0. Y0. N20 G43 H10 Z0. M3 S1592 N30 G91 G00 X0. Y0.Z-25.375 N40 G41 D60 X0. Y-8.68 Z0. N50 G03 X10. Y8.68 Z0.375 R8.78F79.6 N60 G03 X0. Y0. Z1.5 I-10. J0. N70 G03 X-10. Y8.68 Z0.375R8.78 N80 G00 G40 X0. Y-8.68 Z0. N90 G49 G57 G00 Z200. M5 N100M30

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