采用數(shù)控銑削螺紋，其加工精度、表面粗糙度與效率是傳統(tǒng)螺紋加工方法無法比擬的，經(jīng)濟(jì)性在某種情況下也更優(yōu)于傳統(tǒng)工藝，我們知道在大批量的螺紋加工中，由于絲錐比較低的切削速度限制以及在加工好螺紋后的反轉(zhuǎn)退刀（ 在密封要求高的情況下是不允許的），要想提高加工效率十分困難，對(duì)于變導(dǎo)程螺紋，絲錐是無法加工的。對(duì)于一些異形件上的螺紋孔，采用螺紋車削方式也不合適。而采用數(shù)控螺紋銑削，加工時(shí)不受螺紋結(jié)構(gòu)和螺紋旋向的限制，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、板牙很難加工，但采用數(shù)控銑削卻容易實(shí)現(xiàn)。
1. 問題提出
圖1 為我院為某地方企業(yè)加工的一鈑件的螺紋孔，螺紋公稱直徑M42變導(dǎo)程,S=S+1。該螺紋孔徑較大，且為變導(dǎo)程螺紋，無法采用絲錐加工，而該料為鈑件，也不適合于螺紋車削。隨著機(jī)械結(jié)構(gòu)功能要求的不斷提高，對(duì)螺紋孔也提出了很高的要求，長(zhǎng)期以來變導(dǎo)程螺紋都是在銑床上采用手工加工的方法完成，采用這種方法加工的螺紋精度低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，且經(jīng)常出現(xiàn)廢品。為了解決該問題，我們對(duì)該螺紋孔的加工方法進(jìn)行了探討。
2. 螺紋孔的加工思路
采用加工中心的螺旋插補(bǔ)功能，選擇合適的刀具，我們可以加工螺距相同直徑不同的左旋螺紋或右旋螺紋，通過修改刀具半徑補(bǔ)償值，將螺紋加工到任意公差帶，由于螺紋銑刀沒有導(dǎo)向部分，因此無需退刀槽或過渡扣即可靠近螺紋底部加工出精確深度的螺紋，而刀具折斷或破損不會(huì)影響零件質(zhì)量——刀具破損的部分可以很容易地從工件中取出。
圖2 為螺紋加工的xy平面走刀軌跡，通過加工中心的主軸高速旋轉(zhuǎn)，配合螺旋插補(bǔ)功能，沿螺紋螺旋線進(jìn)行加工，可以很方便地加工出等導(dǎo)程螺紋（ 見圖3）。使用的指令如下：
M03 S1200
?
G02（G03）X21YOI-21JOZ-2F200
Z-4I-21
z-6I-21
?
螺紋旋向
可以通過G02（G03）指令來確定， 采用G02指令為右旋螺紋，（G03）指令為左旋螺紋。以、X和Y值設(shè)定來確定螺紋基本直徑，螺紋導(dǎo)程可以通過/值設(shè)定來確定。在螺紋銑削時(shí)，我們要根據(jù)不同的要求合理選擇螺紋銑刀，根據(jù)不同情況正確設(shè)定螺紋加工起始坐標(biāo)值。由于螺紋銑削是通過刀具高速旋轉(zhuǎn)、主軸插補(bǔ)的方式加工完成的，其切削方式是銑削，切削速度高，保證螺紋精度及表面粗糙度提高。銑螺紋屬于斷屑切削，切屑短小，另外加工刀具直徑比加工螺紋孔小，所以排屑通暢，不易形成粘屑的現(xiàn)象。對(duì)于比較軟的材料在加工過程中容易產(chǎn)生粘屑現(xiàn)象，但螺紋銑削高速旋轉(zhuǎn)，并且斷屑切削，刀具折損容易處理。首先螺紋銑刀作用力小，很少發(fā)生折損現(xiàn)象，如果銑刀折損，因?yàn)榧庸た讖奖鹊毒叽螅蹟嗖糠趾苋菀兹〕觥?/font>
變導(dǎo)程螺紋的銑削比等導(dǎo)程螺紋的銑削只是在Z值變化上稍做修改，等導(dǎo)程螺紋的加工△Z 是不變的，而變導(dǎo)程螺紋的加工△Z=△Z ±d（ d為變導(dǎo)程的增量）。使用數(shù)學(xué)上的等差數(shù)列，每次增量值為通項(xiàng)公式：
由于變導(dǎo)程螺紋的螺紋升角隨著導(dǎo)程的增大（ 減?。┒兇螅ㄐ。赃x擇螺紋銑刀時(shí)切削刃的刃磨后角等于工作后角加上（減去）最大螺紋升角!，即%." （,/ 0 (/） # !。對(duì)于內(nèi)槽表面是一個(gè)螺旋面的變導(dǎo)程螺紋，可以通過成形刀具或加工中使3 軸向尺寸按要求變化保證內(nèi)槽螺旋面。變導(dǎo)程螺紋如果要進(jìn)行多次重復(fù)切削，3、4、, 軸電動(dòng)機(jī)根據(jù)螺旋插補(bǔ)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)有規(guī)律的切削運(yùn)動(dòng)，以形成螺旋面，當(dāng)切到最末端時(shí)，3、4 軸退刀，, 軸電動(dòng)機(jī)控制, 向退刀，3、4 值到達(dá)起始切削位置，進(jìn)行第二次切削，如此循環(huán)，直至達(dá)到合格的變導(dǎo)程螺紋截面深度。
3 應(yīng)用舉例
（1）工藝分析! 使用上述加工思路和方法，可以很方便地解決特殊零件變導(dǎo)程螺紋（ 見圖1） 的加工問題。以FANUCOiMC 數(shù)控系統(tǒng)為例，選用合適的硬質(zhì)合金螺紋銑刀，切削參數(shù)如下：被加工零件材料為合金中碳鋼，切削速度為105~115m/min，背吃刀量為2mm，進(jìn)給量為0.18~0.25mm/r，采用水溶性切削液冷卻。在編程中采用絕對(duì)編程, z值的坐標(biāo)數(shù)值為：
Sn———螺紋的, 值絕對(duì)坐標(biāo)數(shù)值#2；
n——第n節(jié)螺紋數(shù)，采用計(jì)數(shù)器#4來計(jì)算；
Z1——螺紋起始, 值坐標(biāo)#1
d——螺紋變導(dǎo)程增量#3。
（2）程序處理以螺紋孔中心上表面為G54坐標(biāo)原點(diǎn)，建立工件坐標(biāo)系和建立刀具補(bǔ)償，在程序中使用宏程序和循環(huán)指令，參考程序如下：
通過該程序可以很好地保證螺紋精度及表面粗糙度，如尺寸不在公差范圍內(nèi)，只需改變程序中X的數(shù)值，就能方便地達(dá)到修改目的，達(dá)到螺紋的公差要求。
4結(jié)語
采用數(shù)控銑削加工螺紋，不僅使用面廣，穩(wěn)定性好，并提高表面質(zhì)量，提高加工效率，采用銑削方式加工螺紋，同一把刀具，可不受通孔和盲孔的限制。通過改變數(shù)控加工程序中相關(guān)指令，完成正螺紋和反螺紋的加工，并控制螺紋公稱尺寸與精度，保證螺紋表面粗糙度。但由于螺紋銑刀單個(gè)造價(jià)昂貴，并且需要, 軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，螺紋銑削的程序編制也比較麻煩，限制了它大范圍應(yīng)用的重要因素。
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