螺紋數(shù)控銑削加工及其編程

引言傳統(tǒng)的螺紋加工方法主要是:：外螺紋采用螺紋車刀車削，工作時(shí)需多次走刀才能切出螺紋輪廓，生產(chǎn)效率低；內(nèi)螺紋采用絲錐攻絲，工作時(shí)必須先把螺紋底孔加工好，然后換刀進(jìn)行加工，輔助時(shí)間長。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控銑削螺紋的加工方式逐漸地取代了傳統(tǒng)的螺紋加工方法。與傳統(tǒng)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(duì)于一些有特殊結(jié)構(gòu)要求的螺紋，如沒有過渡扣或退刀槽結(jié)構(gòu)的螺紋，采用螺紋銑削的方法更表現(xiàn)出它的優(yōu)勢(shì)。因此，對(duì)于大批量生產(chǎn)的螺紋，數(shù)控銑削螺紋是一種有較大推廣價(jià)值的新工藝。
1 螺紋銑刀及其工藝特點(diǎn)
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(diǎn)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(gè)盤形螺紋銑刀的組合，如圖2所示。加工時(shí)，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(shí)工件旋轉(zhuǎn)一周，工件和銑刀相對(duì)軸向移動(dòng)一個(gè)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(nèi)、外圓柱螺紋和圓錐螺紋。
復(fù)合螺紋銑刀為了提高生產(chǎn)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(fù)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(shí)際上與絲錐不同，刀具上無螺旋升程，加工中的螺旋靠機(jī)床運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。用螺紋鉆銑刀銑削螺紋時(shí)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(yùn)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(diǎn)；第5步，螺紋鉆銑刀繞螺紋軸線作X、Y方向的插補(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方向就上升一個(gè)螺距，刀具三軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡為一螺旋線；第6步，螺紋鉆銑刀以圓弧從起始點(diǎn)退刀；第7步，螺紋鉆銑刀快速退至工件**平面，準(zhǔn)備加工下一孔。螺紋鉆銑刀銑削螺紋的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖4所示。
2 螺紋銑削編程現(xiàn)以M20×1.5右旋內(nèi)螺紋銑削加工實(shí)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(zhì)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(jìn)給量：0.1mm/齒。
1、參數(shù)計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速為：n=(1000v)/(D2p)=(1000×50)/(10x3.14)=1592(r/min)銑刀齒數(shù)z=1，每齒進(jìn)給量f=0.1mm，銑刀切削刃處進(jìn)給速度為: v1=fzn=0.1×1×1592=159.2(mm/min)銑刀中心進(jìn)給速度為：v2=v1(D0-D2)/D0=159.2×(20-10)/20=79.6(mm/min)設(shè)**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(shí)的Z軸位移為：Za=Pa/360°=1.5×90°/360°=0.375(mm) 切入圓弧起點(diǎn)坐標(biāo)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(tǒng)) % 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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