螺紋銑削加工

1、螺紋的銑削加工螺紋的銑削加工傳統(tǒng)的螺紋加工方法主要為采用螺紋車刀車削螺紋或采用絲錐、板牙手工攻絲及套扣。隨著數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展，尤其是三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工系統(tǒng)的出現(xiàn)，使更先進(jìn)的螺紋加工方式———螺紋的數(shù)控銑削得以實(shí)現(xiàn)。螺紋銑削加工與傳統(tǒng)螺紋加工方式相比，在加工精度、加工效率方面具有極大優(yōu)勢(shì)，且加工時(shí)不受螺紋結(jié)構(gòu)和螺紋旋向的限制，如一把螺紋銑刀可加工多種不同旋向的內(nèi)、外螺紋。對(duì)于不允許有過渡扣或退刀槽結(jié)構(gòu)的螺紋，采用傳統(tǒng)的車削方法或絲錐、板牙

2、很難加工，但采用數(shù)控銑削卻十分容易實(shí)現(xiàn)。此外，螺紋銑刀的耐用度是絲錐的十多倍甚至數(shù)十倍，而且在數(shù)控銑削螺紋過程中，對(duì)螺紋直徑尺寸的調(diào)整極為方便，這是采用絲錐、板牙難以做到的。由于螺紋銑削加工的諸多優(yōu)勢(shì)，目前發(fā)達(dá)國(guó)家的大批量螺紋生產(chǎn)已較廣泛地采用了銑削工藝。2螺紋銑削加工實(shí)例圖1所示為M6標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)螺紋的銑削加工實(shí)例。工件材料：鋁合金；刀具：硬質(zhì)合金螺紋鉆銑刀；螺紋深度：10mm；銑刀轉(zhuǎn)速：2000rmin；切削速度：314mmin；鉆削進(jìn)給

3、量：0.25mmmin；銑削進(jìn)給量：0.06mm齒；加工時(shí)間：每孔1.8s。圖1所示加工工位流程為：①位，螺紋鉆銑刀快速運(yùn)行至工件安全平面；②位，螺紋鉆銑刀鉆削至孔深尺寸；③位，螺紋鉆銑刀快速提升到螺紋深度尺寸；④位，螺紋鉆銑刀以圓弧切入螺紋起始點(diǎn)；⑤位，螺紋鉆銑刀繞螺紋軸線作X、Y方向插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)作平行于軸線的Z方向運(yùn)動(dòng)，即每繞螺紋軸線運(yùn)行360，沿Z方向上升一個(gè)螺距，三軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)行軌跡為一螺旋線；⑥位，螺紋鉆銑刀以圓弧從起始點(diǎn)(也是

4、結(jié)束點(diǎn))退刀；⑦位，螺紋鉆銑刀快速退至工件安全平面，準(zhǔn)備加工下一孔。該加工過程包括了鉆孔、倒角、內(nèi)螺紋銑削和螺紋清根槽銑削，采用一把刀具一次完成，加工效率極高。3螺紋銑刀主要類型在螺紋銑削加工中，三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床和螺紋銑削刀具是必備的兩要素。以下介紹幾種常見的螺紋銑刀類型：(1)圓柱螺紋銑刀圓柱螺紋銑刀的外形很像是圓柱立銑刀與螺紋絲錐的結(jié)合體(見圖2上，圖2下為錐管螺紋銑刀)，但它的螺紋切削刃與絲錐不同，刀具上無螺旋升程，加工中的螺旋升

5、程靠機(jī)床運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。由于這種特殊結(jié)構(gòu)，使該刀具既可加工右旋螺紋，也可加工左旋螺紋，但不適用于較大螺距螺紋的加工。常用的圓柱螺紋銑刀可分為粗牙螺紋和細(xì)牙螺紋兩種。出于對(duì)加工效率和耐用度的考慮，螺紋銑刀大都采用硬質(zhì)合金材料制造，并可涂覆各種涂層以適應(yīng)特殊材料的加工需要。圓柱螺紋銑刀適用于鋼、鑄鐵和有色金屬材料的中小直徑螺紋銑削，切削平穩(wěn)，耐用度高。缺點(diǎn)是刀具制造成本較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴。(2)機(jī)夾螺紋銑刀及刀片機(jī)夾螺紋銑刀適用于較大直徑(

6、如D25mm)的螺紋加工。其特點(diǎn)是刀片易于制造，價(jià)格較低，有的螺紋刀片可雙面切削，但抗沖擊性能較整體螺紋銑刀稍差。因此，該刀具常推薦用于加工鋁合金材料。圖3所示為兩種機(jī)夾螺紋銑刀及刀片。圖3a為機(jī)夾單刃螺紋銑刀及三角雙面刀片，圖3b為機(jī)夾雙刃螺紋銑刀及矩形雙面刀片。(3)組合式多工位專用螺紋鏜銑刀組合式多工位專用螺紋鏜銑刀的特點(diǎn)是一刀多刃，一次完成多工位加工，可節(jié)省換刀等輔助時(shí)間，顯著提高生產(chǎn)率。圖4所示為組合式多工位專用螺紋鏜銑刀加工

7、實(shí)例。工件需加工內(nèi)螺紋、倒角和平臺(tái)d4。若采用單工位自動(dòng)換刀方式加工，單件加工用時(shí)約30s。而采用組合式多工位專用螺紋鏜銑刀加工，單件加工用時(shí)僅約5s。4螺紋銑削軌跡螺紋銑削運(yùn)動(dòng)軌跡為一螺旋線，可通過數(shù)控機(jī)床的三軸聯(lián)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。圖5為左旋和右旋外螺紋的銑削運(yùn)動(dòng)示意圖。與一般輪廓的數(shù)控銑削一樣，螺紋銑削開始進(jìn)刀時(shí)也可采用14圓弧切入或直線切入。銑削時(shí)應(yīng)盡量選用刀片寬度大于被加工螺紋長(zhǎng)度的銑刀，這樣，銑刀只需旋轉(zhuǎn)360即可完成螺紋加工。螺紋銑

8、刀的軌跡分析如圖6所示。5螺紋銑削編程現(xiàn)結(jié)合M301.5右旋內(nèi)螺紋銑削加工實(shí)例說明螺紋銑削的編程方法。工件材料：42CrMo4；螺紋底孔直徑：Di=28.38mm；螺紋直徑：Do=30mm；螺紋長(zhǎng)度L=20mm；螺距：P=1.5mm；機(jī)夾螺紋銑刀直徑：D2=19mm；銑削方式：順銑。(1)參數(shù)計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速N為N=1000V(D2p=1000150(193.14)=2512rmin銑刀齒數(shù)Z=1，每齒進(jìn)給量f=0.1mm，銑刀切削刃處進(jìn)給

9、速度F1為F1=fzN=0.112512=251.2mmmin銑刀中心進(jìn)給速度F2為F2=F1(D0D2)D0=251.2(3019)30=92.1mmmin設(shè)安全距離CL=0.5mm切入圓弧半徑Re為Re=[(RiCL)R0](2R0)=[(14.190.5)15](215)=13.747mm切入圓弧角度b為b=180arcsin[(RiCL)Re]=180arcsin[(14.190.5)13.747]=95.22為便于計(jì)算，!可近

10、似取值為90。切入圓弧時(shí)的Z軸位移Za為Za=Pa360=1.590360=0.375mm切入圓弧起始點(diǎn)坐標(biāo)為(2)螺紋銑削程序(Fanuc系統(tǒng))%N10G90G00G57X0.Y0.N20G43H10Z0.M3S2512N30G91G00X0.Y0.Z20.375N40G41D60X0.Y13.690Z0.N50G03X15.Y13.69Z0.375R13.747F92N60G03X0.Y0.Z1.5I15.J0.N70G03X15.