螺紋的銑削加工詳解 - 全文

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　　隨著時代的進步，數(shù)控行業(yè)在我國大中型機械加工業(yè)用得越來越廣泛，一些大型零件的螺紋加工，傳統(tǒng)的螺紋車削和絲錐、板牙已無法滿足生產(chǎn)的需要。而在數(shù)控銑床或加工中心得到廣泛應用的今天，采用三軸聯(lián)動機床進行螺紋加工，改變了螺紋的加工工藝方法，取得了良好的效果。

　　一、螺旋銑削內孔

　　1.加工范圍

　　孔徑較大的盲孔或通孔，由于麻花鉆加工太慢或不能加工，往往選擇螺旋銑削的方式。而且由于該方式選擇的刀具不帶底刃，所以更適合小切深、高轉速及大進給的加工情況。

　　2.加工特點

　　螺旋銑削加工孔是建立在螺旋式下刀方法基礎上的加工方法，螺旋銑孔時有一個特點：每螺旋銑削一周，刀具的Z軸方向移動一個下刀高度。

　　3.螺紋銑刀的選擇

　　選擇16mm 的三刃轉位銑刀，刀具轉速S=3000r/min，進給量F=2500mm/min。

　　4.說明

　　這種方法在螺旋銑削內孔上很有特色，其程序編寫的實質就是將一個下刀高度作為螺旋線高度編成一個子程序，通過循環(huán)調用該螺旋線子程序，完成整個孔的銑削加工。該方法加工孔不受銑刀規(guī)格等因素影響，所以在數(shù)控銑床和加工中心上應用比較理想。

　　5.應用實例及程序編寫

　　如圖1所示的零件圖中，要加工螺紋M36×1.5mm的底孔通孔。

　　首先，計算螺紋M36×1.5mm的底孔直徑為：公稱直徑-1.0825×P(螺距)=36-1.0825×1.5=33.75mm。確認該零件的加工毛坯為80mm ×80mm ×30mm的45鋼，選定刀具為16mm三刃轉位銑刀，刀具轉速S=3000r/min，進給量F=2500mm/min。圓弧導入點為A(圖2)，在0A段建立刀補，圓弧導出點為B，在0B段取消刀補。

　　參考程序編寫如下(本文涉及到的參考程序均在FANUC系統(tǒng)中驗證使用)。

　　主程序如下。

　　%(程序開始符)

　　O0001;(主程序名)

　　T1;(刀具為16mm的立銑刀)

　　G80G40G69 ;(取消固定循環(huán)、刀具半徑補償和旋轉指令)

　　G90G54G00X0Y0M03S3000;(程序初始化)

　　G43Z50.0 H01;(1 號刀具長度補償)

　　Z5.0;(快速移動點定位)

　　G01Z0F50;(工進到)

　　G41D01G01X-6.875Y10.0;(D01=8.0，在 0A 段建立刀補)

　　G03X-16.875Y0R10;(圓弧導入 R10)

　　M98P100L16;(調用子程序 O100，調用次數(shù) 16 次)

　　G90G03X-6.875Y-10R10.0;(光整輪廓一周)

　　G40G01X0Y0;(取消刀補)

　　G0Z50.0;(退出)

　　M05;(主軸停止)

　　M30;(程序結束并返回程序頭)

　　%(程序結束符)

　　子程序如下。

　　%(程序開始符)

　　O100;(子程序)

　　G91G03I16.875Z-2.0F2500;(運用增量坐標值編寫，每運行一周刀具在Z軸方向向下移動2mm)

　　M99;(返回主程序)

　　%(程序結束符)

　　通過螺旋式下刀的方法加工內孔，同時也可以按照這種編程思路加工圓柱類工件。

　　二、單刃螺紋銑刀加工螺紋

　　1.加工范圍

　　同一把螺紋銑刀既可以銑削左旋螺紋又可以銑削右旋螺紋，既可以銑削內旋螺紋又可以銑削外螺紋，同時不受螺距和螺紋規(guī)格的影響。

　　2.加工特點

　　單刃螺紋銑刀，加工是建立在螺旋式下刀方法基礎上的加工方式。銑螺紋的原理為：螺紋銑刀每銑一周，刀具在Z軸方向上運動一個導程(單線時為一個螺距)。

　　3.螺紋銑刀的選擇

　　選擇16mm的單刃螺紋銑刀，刀具轉速S=1800r/min，進給量F=300mm/min。

　　4.說明

　　這種方法在螺紋銑削上很有特色，其程序編寫的實質就是將一個導程的螺旋線編成一個子程序，通過反復調用該螺旋線子程序進行加工，即可完成整個螺紋的銑削加工。利用該方法加工螺紋不受銑刀螺距和螺紋規(guī)格等參數(shù)的影響，所以在數(shù)控銑床和加工中心上應用廣泛。

　　5.應用實例及程序編寫

　　繼續(xù)加工圖1所示工件的螺紋M36×1.5mm螺紋，如圖3所示，圓弧的導入點為A，在0A段建立刀補，圓弧導出點為B，在0B段取消刀補。根據(jù)思路編寫的加工螺紋程序如下。

　　主程序如下。

　　%(程序開始符)

　　O0002;(主程序名)

　　T2;(2號刀具為16mm的螺紋銑刀)

　　G80G40G69;(取消固定循環(huán)、刀具半徑補償和旋轉指令)

　　G90G54G00X0Y0M03S1800;(程序初始化)

　　G43Z50.0H02;(2號刀具長度補償)

　　Z5.0;(快速移動點定位)

　　G01Z0F50;(工進到Z0)

　　G42D02G01X-8Y-10.0;(D02=Rprg，螺紋銑刀的圓角半徑編程值，在0A段建立刀補)

　　G02X-18.0Y0R10;(圓弧導入 R10)

　　M98P200L14;(調用子程序 O200，調用次數(shù) 14 次)

　　G90G02X-8.0Y10R10.0;(圓弧導出 R10)

　　G40G01X0Y0;(取消刀補)

　　G0Z50.0;(退出)

　　M05;(主軸停止)

　　M30;(程序結束并返回程序頭)

　　%(程序結束符)

　　子程序如下。

　　%(程序開始符)

　　O200;(子程序)

　　G91G02I18.0Z-1.50F300;(運用增量坐標值編寫，刀具每運行一周沿 Z 軸方向向下移動一個螺距 P=1.5mm)

　　M99;(返回主程序)

　　%(程序結束符)

　　該例講述的是用單刃螺紋銑刀加工內螺紋的方法，同樣，用類似的方法也可以編寫出外螺紋實例的程序。

　　三、多刃螺紋銑刀加工螺紋

　　1.加工范圍

　　同一把螺紋銑刀既可以銑削左旋螺紋也可以銑削右旋螺紋，同時也可以銑削內外螺紋，主要用在生產(chǎn)效率高的場合。

　　2.加工特點

　　每把銑刀有一個值，該值為刀具圓角半徑編程值，也就是銑螺紋時的刀具半徑補償值。螺紋銑削時，一般的加工深度可以一次加工完成，但是如果要求分多次銑削時，只要修改刀補值就可以完成。

　　3.螺紋銑刀的選擇

　　螺紋銑刀的有效長度一般大于20mm，螺距為1.5mm的多刃螺紋銑刀，刀具轉速S=1200r/min，進給量F=100mm/min。

　　4.說明

　　這種方法在螺紋銑削加工時效率非常高，程序編寫也非常簡單。其編程的實質是：螺紋銑刀在XOY平面導入(或導出)1/4 周，正式加工螺紋1周;在Z軸方向導入(或導出)1/4周時，刀具運行1/4個螺距，正式加工螺紋1周時，刀具在Z軸方向上運行1個螺距。通過保證多刃螺紋銑刀上的每個有效刀齒同時參與銑削，從而完成整個螺紋的銑削加工。該方法加工螺紋的重點體現(xiàn)在選擇銑刀的螺距上：當要求加工多大螺距的螺紋時，必須選擇與之相對應的螺紋銑刀。同時，該方法受銑刀螺距和螺紋規(guī)格等因素的影響，但由于加工效率高，所以在數(shù)控銑床和加工中心上應用廣泛。

　　5.應用實例程序編寫

　　如圖1所示工件，M36×1.5mm的螺紋為右旋螺紋加工時，螺紋的有效深度為20mm。具體加工時，從下往上銑削，刀具導入180°，同時在Z軸方向上運動0.5個螺距，銑削螺紋1周，刀具在Z軸方向上運動1個螺距，導出180°，刀具再運動0.5個螺距。當銑削左旋螺紋時，刀具要從上銑到下。如圖3所示，導入點為B點，OB段為建立刀補，導出點是A點，OA段取消刀補。

　　%(程序開始符)

　　O0003;(主程序名)

　　T3;(3號刀具為 椎16mm 的多刃螺紋銑刀)

　　G80G40G69;(取消固定循環(huán)、刀具半徑補償和旋轉指令)

　　G90G54G00X0Y0M03S1200;(程序初始化)

　　G43Z50.0H03;(3 號刀具長度補償)

　　Z5.0;(快速移動點定位)

　　G01Z-30.375F100;(工進到螺紋最低點Z-30.375)

　　G41D01G01X-8.0Y10.0;(D01=Rprg 該值為刀具圓角半徑編程值)

　　G03X-18.0Y0Z-30.0R10.0;(由于導入1/4 圓弧、在Z向移動移動1/4 螺距，-30.375上升到-30)

　　G03X-18.0Y10Z-28.5R18.0;(銑削有效螺紋長度Z向上移動一個螺距)

　　G03X-8.0Y-10.0Z-28.125R10;(導入1/4 圓弧、在Z向移動移動1/4螺距由-28.5上升到-28.125)

　　G40G01X0Y0;(取消刀補)

　　G00Z50.0;(退出)

　　M05;(主軸停止)

　　M30;(程序結束并返回程序頭)

　　%(程序結束符)

　　同樣，以類似的方法也可以編寫出外螺紋實例的程序。

　　四、結束語

　　本文比較簡單地論述了螺紋銑刀加工螺紋時的方法，闡述了螺紋銑刀銑削螺紋的不同編程方法，對從事數(shù)控教學、科研，尤其是在生產(chǎn)一線的數(shù)控銑工和加工中心操作人員有一定的指導意義。