加工中心的螺紋銑削

1、 技師評(píng)審論文專(zhuān)業(yè)：加工中心 淺談加工中心的螺紋銑削 姓 名：吳恒健 班 級(jí)：094201 學(xué) 號(hào)：:38 指導(dǎo)老師：周清卿 (單 位:江蘇省鹽城技師院224000） 2012-3-15加工中心的螺紋銑削【摘 要】作為一種新型加工工藝，螺紋銑削與的傳統(tǒng)的螺紋加工方法有著獨(dú)特的天然優(yōu)勢(shì)。它是使用三軸數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。螺紋銑削首先在西方國(guó)家產(chǎn)生，而后隨著技術(shù)的流通，逐漸在中國(guó)各個(gè)工廠普及。【關(guān)鍵詞】 數(shù)控加工 螺紋 銑削 1 螺紋銑削的優(yōu)點(diǎn) 1.加工效率高 我們都知道，在以往的傳統(tǒng)螺紋加工中，有絲錐，板牙，車(chē)削等方式。車(chē)削的螺紋受實(shí)際生產(chǎn)制約較大，無(wú)論是大口徑的螺紋，還是細(xì)長(zhǎng)軸上的螺紋，車(chē)削都很難

2、實(shí)現(xiàn)很好的加工。而絲錐在攻絲的過(guò)程中，由于受應(yīng)力大，速度較低，而且還必須反向退刀，大大降低生產(chǎn)效率。至于板牙，生產(chǎn)效率更低，而且浪費(fèi)人力物力。而借助三軸數(shù)控機(jī)床銑削螺紋，它的加工線速度可達(dá)80M-200M/MIN,而且不受材料的影響，同一把螺紋銑刀又可以加工不同旋向的內(nèi)外螺紋！ 2.表面質(zhì)量好 由于在螺紋銑削的過(guò)程中，背吃刀量小，主軸轉(zhuǎn)速高，螺紋銑刀刀刃鋒利，銑削所產(chǎn)生的力及鐵屑可以飛離工件表面，故可以獲得很高的表面質(zhì)量。根據(jù)不同進(jìn)給量，不同轉(zhuǎn)速等銑削參數(shù)，也可以人為的控制表面質(zhì)量的高低。 3.加工范圍廣，成本低 同一把螺紋銑刀，可以加工左旋螺紋，也可以加工右旋螺紋，可以加工內(nèi)螺紋，也可以加工

3、外螺紋。而采用絲錐板牙攻絲，對(duì)于不同直徑的相同螺距螺紋，則需要相應(yīng)直徑大小的絲錐板牙！螺紋銑削受力小，刀具材料好，所以在使用中刀具磨損小，這樣對(duì)于同一把刀，可以大批量生產(chǎn)，使用成本低。 4.尺寸精度易保證 在螺紋銑削的過(guò)程中，每一把刀都有相應(yīng)的刀具半徑補(bǔ)償值。理論上講，對(duì)于一件需要加工的螺紋，可以一次加工完成，但是為了更好的控制尺寸精度，我們可以分級(jí)修改刀具補(bǔ)償值，直至達(dá)到零件尺寸要求。2 螺紋銑削的注意事項(xiàng) 1.合理選擇刀具或刀片的大小。 2.在加工前，首先確定合理的走刀次數(shù)，并計(jì)算出每次走刀的合理背吃刀量。 3.在確保一次性加工完成的情況下，刀具伸出長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，以免造成刀具剛性不足，產(chǎn)生

4、振動(dòng)，甚至刀具損壞！ 4.選擇合理的冷卻方法，降低刀具因摩擦受熱而損壞的幾率。 5.要避免刀具在加工過(guò)程中出現(xiàn)夾持松動(dòng)。 6.在銑削螺紋之前，要將螺紋底孔加工好，一般對(duì)于小孔徑采用鉆頭加工，而大孔徑采用立銑刀銑削或鏜刀鏜孔。 7.在銑削螺紋過(guò)程中，刀具沿X.Y軸作一個(gè)圓周插補(bǔ)時(shí)，刀具在Z方向下降一個(gè)螺距（P）（對(duì)于梳刀下降n*P,n為梳刀齒數(shù)）。3 螺紋的分類(lèi) ; v! Y3 k, ? |, k/ t# z1.螺紋分內(nèi)螺紋和外螺紋兩種； 2.按牙形分可分為：三角形螺紋，, p3 H6 h0 4 a7 r* w0 n梯形螺紋，矩形螺紋，鋸齒形螺紋等； 3.按旋入方向分左旋螺紋和右旋螺紋兩種, 右

5、旋不標(biāo)注，左旋加LH，如M30×1.5LH 4.444 按線數(shù)分單頭螺紋和多頭螺紋； 5. 按用途不同分有：米制普通螺紋、用螺紋密封的管螺紋、非螺紋密封的管螺紋、60°圓錐管螺紋、米制錐螺紋等 說(shuō)明：由于國(guó)內(nèi)在螺紋規(guī)格的選用上，大都采用單線，右旋的圓柱螺紋，因此其應(yīng)用范圍相對(duì)較廣，也具有一定的代表性。故本文著重小議單線右旋圓柱螺紋的銑削。四螺紋刀具的分類(lèi) 螺紋銑刀大致可分為機(jī)夾式和整體式兩類(lèi) 1.機(jī)夾又可以分為單齒機(jī)夾和多齒機(jī)夾螺紋銑刀 （1）單齒機(jī)夾：結(jié)構(gòu)像內(nèi)螺紋車(chē)刀。刀片與車(chē)刀通用。僅有一個(gè)螺紋加工齒，刀具每螺旋運(yùn)動(dòng)一周只能加工一齒，相應(yīng)的在Z軸方向下降一個(gè)螺距。效率相

6、對(duì)于多齒機(jī)夾螺紋銑刀較低。 （2）多齒機(jī)夾：刀刃上有多個(gè)螺紋加工齒。刀具螺旋運(yùn)動(dòng)一周，在Z軸下降相應(yīng)齒數(shù)的螺距便可以加工出多個(gè)螺紋齒，加工效率高。刀片更換方便且價(jià)可低廉。 2.整體式：刀刃上也有多個(gè)螺紋加工齒，是一種固定螺距螺紋銑刀。刀具由整體硬質(zhì)合金制成，剛性好，能有較高的切削速度和進(jìn)給速度，加工范圍很廣。結(jié)構(gòu)緊湊,能加工中小直徑的內(nèi)螺紋。但其價(jià)較貴，對(duì)于校方學(xué)習(xí)，培訓(xùn)，中小企業(yè)使用較少。五典型范例 以加工M30×1.5的內(nèi)螺紋和M27×3的外螺紋為例，如零件圖1，圖2所示。加工準(zhǔn)備: 根據(jù)通用工藝方法，確定內(nèi)外螺紋的銑削方法，并根據(jù)加工方法準(zhǔn)備工量具，編制程序。 刀具清

7、單序號(hào)刀具編號(hào)刀具名稱/編號(hào)加工內(nèi)容刀具半徑高速鋼1T0112mm立銑刀銑削M30×1.5的螺紋底孔6mm硬質(zhì)合金2T0214單齒螺紋銑刀(P=3mm)銑削M30×1.5內(nèi)螺紋7mm硬質(zhì)合金3T0315的9齒螺紋梳刀（P=1.5mm）銑削M30×1.5內(nèi)螺紋7.5mm硬質(zhì)合金4T0414單齒螺紋銑刀（P=3mm）M27×1.5外螺紋7mm硬質(zhì)合金5T0515的6齒螺紋梳刀（P=3mm）M27×1.5外螺紋7.5mm硬質(zhì)合金6T0632倒角鉆頭倒角16mm硬質(zhì)合金 1.內(nèi)螺紋的銑削 如零件圖1 加工零件圖幾何中心的M30×1.5的內(nèi)螺紋

8、 零件圖 1 加工條件 工件材料：45鋼正火，模鍛。90mm×90mm×20mm 加工要求：螺紋表面粗糙度值Rp=1.6。牙形角為60度。 加工中心操作系統(tǒng)：FANUC 0I 刀 具：?jiǎn)锡X螺紋銑刀，9齒螺紋梳刀 說(shuō)明：在用螺紋銑刀銑削螺紋之前 ，要先完成螺紋底孔的加工，繼而進(jìn)行螺紋加工。單齒螺紋銑刀的螺紋加工原理是：刀具每固定旋轉(zhuǎn)一周，在Z軸負(fù)方向上下降一個(gè)螺距。 計(jì)算螺紋M30×1.5的底孔直徑：公稱直徑 - 1.08P = 30- 1.62=28.38mm，所以螺紋底孔孔徑為28.38mm的通孔。選用12mm兩齒立銑刀，主軸S=700r/min，刀具材料為高速

9、鋼，進(jìn)給F=120mm/min,刀具伸出長(zhǎng)度為28mm，編寫(xiě)程序如下：O0001 （程序名）M06 T01 （使用1號(hào)刀）G54 G90 G40 M03 S1200 (程序初始化)G00 X0 Y0 Z100 （刀具快速定位）Z5 G01 Z0 F40 (刀具工進(jìn)到工件表面)#1=-4 （將-4賦值于局部變量#1）N10 G01 Z#1 F100 （刀具工進(jìn)到Z-4）G41 D01 G01 X14.25 F120 （固定循環(huán)，刀具半徑補(bǔ)償）G03 I-14.25 J0 （逆時(shí)針銑圓一周）G40 G01 X0 （取消刀具半徑補(bǔ)償）#1=#1-4 （將#1-4賦值于局部變量#1）IF #1 GE

10、-20 GOTO （條件判別語(yǔ)句，如果#1大于-20，則跳轉(zhuǎn)至N10繼續(xù)加工）G00 Z100 （快速抬刀）Y150M05 （主軸停止）M30 （程序結(jié)束） （1）確認(rèn)底孔加工完成，并用32倒角鉆倒C1.5mm的角以后（如圖-2），選擇14mm的單刃螺紋銑刀銑削，轉(zhuǎn)速S=1200r/min，F(xiàn)=120mm/min程序編寫(xiě)如下：O0002 （程序名） M06 T02 （換2號(hào)刀）G54 G90 G40 M03 S1200 (程序初始化）G0 X0 Y0 Z100Z5 （刀具快速移動(dòng)到定位點(diǎn)）G01 Z0 F40 （刀具工進(jìn)到工件表面）#1=0 （將0賦值于局部變量#1）N10 #2 = #1 -

11、 1.5 （將#1-1.5賦值于局部變量#2）G42 D02 G01 X14,.19 G02 Z#2 I -14.19 （圓弧導(dǎo)入半徑）#1 = #1 - 1.5IF #1 GE -21 GOTO 10 （條件判別語(yǔ)句，如果#1大于-21，則跳轉(zhuǎn)至N10繼續(xù)執(zhí)行程序）G40 G01 X0 （取消刀具半徑補(bǔ)償）G00 Z100 （快速抬刀）Y150MO5 （主軸停止）M30 （程序結(jié)束） s（2）選擇9齒螺紋梳刀(T03)銑削螺紋，主軸轉(zhuǎn)速S=1200r/min，F(xiàn)=120mm/min，這種加工效率非常高，加工時(shí)間大大縮短，在大批量加工螺紋中，具有很大優(yōu)勢(shì)。對(duì)于不同規(guī)格的螺紋，只要選擇不同的刀具

12、即可。如圖-3所示，應(yīng)用實(shí)例編程如下： 圖-3 O0003 （程序名） M06 T03 (換3號(hào)刀) G54 G90 G40 M3 S1200 （程序初始化） G00 X0 Y0 Z100 Z5 （刀具快速定位） G01 Z0 F40 (工進(jìn)到工件表面) #1 = -12 （將-12賦值于局部變量#1） N10 G01 Z#1 F120 G42 D01 X14.25 （刀具半徑補(bǔ)償） G02 Z#1 - 1.5 I-14.25 （圓弧切入，） G40 G01 X0 （取消刀補(bǔ)） #1 = #1 -13.5 （將#1 -13.5賦值于局部變量#1） IF #1 GE -22.5 GOTO 10

13、（條件判別語(yǔ)句，如果#1大于-22.5，則跳轉(zhuǎn)至N10繼續(xù)執(zhí)行程序） GOO Z100 Y150 （快速抬刀） M05 (主軸停止) M3O （程序結(jié)束） 2.外螺紋的銑削 螺紋在加工中心上的銑削，相比較板牙套扣絲錐等加工螺紋方法，受刀具等限制較小，對(duì)于同一把螺紋銑刀，即可加工相同螺距的內(nèi)螺紋，也可加以外螺紋！如圖-4，以加工M27×3的外螺紋為例。 O0004 （程序名） M06 T04 (換4號(hào)刀) G54 G90 G40 M03 S1200 （程序初始化） G00 X35 Y0 Z100 （ 刀具快速定位） Z5 G01 Z0 F50 （刀具工進(jìn)到工件表面） G41 G01 X

14、13.5 F120 （刀具半徑補(bǔ)償） #1 = 0 （將0賦值于局部變量#1） N10 #2 = #1 - 3 （將#1 - 3 賦值于局部變量#2） G02 Z#2 I13.5 （圓弧切入） #1 = #1 - 3 （將#1 - 3 賦值于局部變量#1） IF #1 GE -39 GOTO 10（條件判別語(yǔ)句，如果#1大于-39，則跳轉(zhuǎn)至N10繼續(xù)執(zhí)行程序） G40 G01 X35 （取消刀補(bǔ)） G00 Z100 （快速抬刀） M05 （主軸停止）M30 （程序結(jié)束） 對(duì)于螺距P=3mm的外螺紋，牙深為1.949Mmm，根據(jù)背吃刀量的不同，故一般選擇6-8刀加工完成, 每次加工的背吃刀量大致

15、可選擇：0.6mm,0.35mm,0.3mm,0.2mm,0.2mm,0.2mm,0.1mm,每加工一刀，測(cè)量一次，逐步控制尺寸。 選用6齒螺紋梳刀 O0005 (程序名) M06 T05 (換5號(hào)刀) G54 G90 G40 M03 S1200 ( 程序初始化) G00 X35 Y0 Z100 () Z5 (刀具快速定位) G01 Z0 F50 ( 工進(jìn)到工件表面 ) G41 D04 G01 X13.5 F120 (刀具半徑補(bǔ)償) #1 = -15 (將-15賦值于局部變量#1) N10 #2 = #1 - 3 (將#1 - 3 賦值于局部變量#2) G02 Z#2 I13.5 (圓弧切入)

16、 #1 = #1 - 18 ( 將-18賦值于局部變量#1) IF #1 GE -39 GOTO 10 (條件判別語(yǔ)句，如果#1大于-39， 則跳轉(zhuǎn)至N10繼續(xù)執(zhí)行程序) G40 G01 X35 (取消刀補(bǔ)) G00 Z100 (快速抬刀) M05 (主軸停止)M30 (程序結(jié)束) 說(shuō)明：在保證加工尺寸逐漸接近螺紋的公稱直徑時(shí)，對(duì)于螺紋的精度控制，一般采用修改刀具補(bǔ)償值的方法實(shí)現(xiàn)，這種方法簡(jiǎn)單有效。每修改一次刀具補(bǔ)償值，利用螺紋通子規(guī)測(cè)量一次，從而達(dá)到配合要求。結(jié)束語(yǔ)：螺紋銑削在機(jī)械制造中的應(yīng)用愈加廣泛，技術(shù)也日益成熟，這種加工方式表現(xiàn)出了其卓越的加工性能，不僅降低了加工成本，而且大幅度提高了加工效率，為生產(chǎn)制造提供了有力的保障！參考文獻(xiàn) 數(shù)控加工