隨著時(shí)代的進(jìn)步，數(shù)控行業(yè)在我國(guó)大中型機(jī)械加工業(yè)用得越來(lái)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(wú)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(yīng)用的今天，采用三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床進(jìn)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(nèi)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(zhuǎn)速及大進(jìn)給的加工情況。

　　2.加工特點(diǎn)

　　螺旋銑削加工孔是建立在螺旋式下刀方法基礎(chǔ)上的加工方法，螺旋銑孔時(shí)有一個(gè)特點(diǎn)：每螺旋銑削一周，刀具的Z軸方向移動(dòng)一個(gè)下刀高度。

　　3.螺紋銑刀的選擇

　　選擇16mm 的三刃轉(zhuǎn)位銑刀，刀具轉(zhuǎn)速S=3000r/min，進(jìn)給量F=2500mm/min。

　　4.說(shuō)明

　　這種方法在螺旋銑削內(nèi)孔上很有特色，其程序編寫(xiě)的實(shí)質(zhì)就是將一個(gè)下刀高度作為螺旋線高度編成一個(gè)子程序，通過(guò)循環(huán)調(diào)用該螺旋線子程序，完成整個(gè)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(yīng)用比較理想。

　　5.應(yīng)用實(shí)例及程序編寫(xiě)

　　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(jì)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(rèn)該零件的加工毛坯為80mm ×80mm ×30mm的45鋼，選定刀具為16mm三刃轉(zhuǎn)位銑刀，刀具轉(zhuǎn)速S=3000r/min，進(jìn)給量F=2500mm/min。圓弧導(dǎo)入點(diǎn)為A(圖2)，在0A段建立刀補(bǔ)，圓弧導(dǎo)出點(diǎn)為B，在0B段取消刀補(bǔ)。

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

　　主程序如下。

　　%(程序開(kāi)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(bǔ)償和旋轉(zhuǎn)指令)

　　G90G54G00X0Y0M03S3000;(程序初始化)

　　G43Z50.0 H01;(1 號(hào)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償)

　　Z5.0;(快速移動(dòng)點(diǎn)定位)

　　G01Z0F50;(工進(jìn)到)

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

　　G03X-16.875Y0R10;(圓弧導(dǎo)入 R10)

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

　　G90G03X-6.875Y-10R10.0;(光整輪廓一周)

　　G40G01X0Y0;(取消刀補(bǔ))

　　G0Z50.0;(退出)

　　M05;(主軸停止)

　　M30;(程序結(jié)束并返回程序頭)

　　%(程序結(jié)束符)

　　子程序如下。

　　%(程序開(kāi)始符)

　　O100;(子程序)

　　G91G03I16.875Z-2.0F2500;(運(yùn)用增量坐標(biāo)值編寫(xiě)，每運(yùn)行一周刀具在Z軸方向向下移動(dòng)2mm)

　　M99;(返回主程序)

　　%(程序結(jié)束符)

　　通過(guò)螺旋式下刀的方法加工內(nèi)孔，同時(shí)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(nèi)旋螺紋又可以銑削外螺紋，同時(shí)不受螺距和螺紋規(guī)格的影響。

　　2.加工特點(diǎn)

　　單刃螺紋銑刀，加工是建立在螺旋式下刀方法基礎(chǔ)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(yùn)動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程(單線時(shí)為一個(gè)螺距)。

　　3.螺紋銑刀的選擇

　　選擇16mm的單刃螺紋銑刀，刀具轉(zhuǎn)速S=1800r/min，進(jìn)給量F=300mm/min。

　　4.說(shuō)明

　　這種方法在螺紋銑削上很有特色，其程序編寫(xiě)的實(shí)質(zhì)就是將一個(gè)導(dǎo)程的螺旋線編成一個(gè)子程序，通過(guò)反復(fù)調(diào)用該螺旋線子程序進(jìn)行加工，即可完成整個(gè)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(yīng)用廣泛。

　　5.應(yīng)用實(shí)例及程序編寫(xiě)

　　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(dǎo)入點(diǎn)為A，在0A段建立刀補(bǔ)，圓弧導(dǎo)出點(diǎn)為B，在0B段取消刀補(bǔ)。根據(jù)思路編寫(xiě)的加工螺紋程序如下。

　　主程序如下。

　　%(程序開(kāi)始符)

　　O0002;(主程序名)

　　T2;(2號(hào)刀具為16mm的螺紋銑刀)

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

　　G90G54G00X0Y0M03S1800;(程序初始化)

　　G43Z50.0H02;(2號(hào)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償)

　　Z5.0;(快速移動(dòng)點(diǎn)定位)

　　G01Z0F50;(工進(jìn)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(bǔ))

　　G02X-18.0Y0R10;(圓弧導(dǎo)入 R10)

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

　　G90G02X-8.0Y10R10.0;(圓弧導(dǎo)出 R10)

　　G40G01X0Y0;(取消刀補(bǔ))

　　G0Z50.0;(退出)

　　M05;(主軸停止)

　　M30;(程序結(jié)束并返回程序頭)

　　%(程序結(jié)束符)

　　子程序如下。

　　%(程序開(kāi)始符)

　　O200;(子程序)

　　G91G02I18.0Z-1.50F300;(運(yùn)用增量坐標(biāo)值編寫(xiě)，刀具每運(yùn)行一周沿 Z 軸方向向下移動(dòng)一個(gè)螺距 P=1.5mm)

　　M99;(返回主程序)

　　%(程序結(jié)束符)

　　該例講述的是用單刃螺紋銑刀加工內(nèi)螺紋的方法，同樣，用類似的方法也可以編寫(xiě)出外螺紋實(shí)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(shí)也可以銑削內(nèi)外螺紋，主要用在生產(chǎn)效率高的場(chǎng)合。

　　2.加工特點(diǎn)

　　每把銑刀有一個(gè)值，該值為刀具圓角半徑編程值，也就是銑螺紋時(shí)的刀具半徑補(bǔ)償值。螺紋銑削時(shí)，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(shí)，只要修改刀補(bǔ)值就可以完成。

　　3.螺紋銑刀的選擇

　　螺紋銑刀的有效長(zhǎng)度一般大于20mm，螺距為1.5mm的多刃螺紋銑刀，刀具轉(zhuǎn)速S=1200r/min，進(jìn)給量F=100mm/min。

　　4.說(shuō)明

　　這種方法在螺紋銑削加工時(shí)效率非常高，程序編寫(xiě)也非常簡(jiǎn)單。其編程的實(shí)質(zhì)是：螺紋銑刀在XOY平面導(dǎo)入(或?qū)С?1/4 周，正式加工螺紋1周;在Z軸方向?qū)?或?qū)С?1/4周時(shí)，刀具運(yùn)行1/4個(gè)螺距，正式加工螺紋1周時(shí)，刀具在Z軸方向上運(yùn)行1個(gè)螺距。通過(guò)保證多刃螺紋銑刀上的每個(gè)有效刀齒同時(shí)參與銑削，從而完成整個(gè)螺紋的銑削加工。該方法加工螺紋的重點(diǎn)體現(xiàn)在選擇銑刀的螺距上：當(dāng)要求加工多大螺距的螺紋時(shí)，必須選擇與之相對(duì)應(yīng)的螺紋銑刀。同時(shí)，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(yīng)用廣泛。

　　5.應(yīng)用實(shí)例程序編寫(xiě)

　　如圖1所示工件，M36×1.5mm的螺紋為右旋螺紋加工時(shí)，螺紋的有效深度為20mm。具體加工時(shí)，從下往上銑削，刀具導(dǎo)入180°，同時(shí)在Z軸方向上運(yùn)動(dòng)0.5個(gè)螺距，銑削螺紋1周，刀具在Z軸方向上運(yùn)動(dòng)1個(gè)螺距，導(dǎo)出180°，刀具再運(yùn)動(dòng)0.5個(gè)螺距。當(dāng)銑削左旋螺紋時(shí)，刀具要從上銑到下。如圖3所示，導(dǎo)入點(diǎn)為B點(diǎn)，OB段為建立刀補(bǔ)，導(dǎo)出點(diǎn)是A點(diǎn)，OA段取消刀補(bǔ)。

　　%(程序開(kāi)始符)

　　O0003;(主程序名)

　　T3;(3號(hào)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(bǔ)償和旋轉(zhuǎn)指令)

　　G90G54G00X0Y0M03S1200;(程序初始化)

　　G43Z50.0H03;(3 號(hào)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償)

　　Z5.0;(快速移動(dòng)點(diǎn)定位)

　　G01Z-30.375F100;(工進(jìn)到螺紋最低點(diǎn)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(dǎo)入1/4 圓弧、在Z向移動(dòng)移動(dòng)1/4 螺距，-30.375上升到-30)

　　G03X-18.0Y10Z-28.5R18.0;(銑削有效螺紋長(zhǎng)度Z向上移動(dòng)一個(gè)螺距)

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

　　G40G01X0Y0;(取消刀補(bǔ))

　　G00Z50.0;(退出)

　　M05;(主軸停止)

　　M30;(程序結(jié)束并返回程序頭)

　　%(程序結(jié)束符)

　　同樣，以類似的方法也可以編寫(xiě)出外螺紋實(shí)例的程序。

　　四、結(jié)束語(yǔ)

　　本文比較簡(jiǎn)單地論述了螺紋銑刀加工螺紋時(shí)的方法，闡述了螺紋銑刀銑削螺紋的不同編程方法，對(duì)從事數(shù)控教學(xué)、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(dǎo)意義。