三角螺纹的数控铣削加工

S T L 昆山仕泰隆国际机械模具城 全球招商热线 0 5 1 2 8 6 1 8 8 8 8 8 2 0 线 阚 址 WWW s t elon g c om 三 角 螺 纹 的 数 控 铣 削 加 工 冯一 锋 广 州市轻工高级技 工学校 广东广 州 5 1 0 0 0 0 摘要 介绍用数控铣床铣削三角形螺纹的加工方法和原理 螺纹铣削刀具的分类和选用 并根据螺纹铣削加工实例 给出了在F A N U C 数控系统的数控铣床上铣削内螺纹的宏程序 关键词 三角形螺纹 螺 纹数控铣 削 螺纹刀具 宏程序 中图分类号 T G 6 5 9 文献标识码 B 文章编号 2 0 1 1 0 1 3 5 0 3 5 NC M i l l i ng o f Tr i a n g l e Thr e a d A b s t r a c t I n t r o d u c e d p r o c e s s i n g m e t h o d a n d p r i n c i p l e o f u s i n g C N C m i ll i n g m a c h i n e t o m i l l t r i a n g l e t h r e a d s e l e c t i o n a n d c l a s s i fi c a t i o n o f t h r e a d mi l l i n g t o o l s a n d a c c o r d i n g t o t h e t h r e a d mi l l i n g e x a mp l e s p u t f o r wa r d ma c r o p r o g r a ms o f C NC mi l l i n g i n n e r t h r e a t u s i n g F ANUC NC s y s t e m Ke y wo r d s t r i a n g l e t h r e a d NC mi l l i n g o f t h r e a d t h r e a d t o o l s ma c r o p r o g r a ms 1 引言 螺纹铣削作为一种采用数控机床加工螺纹的方 法 已经陆续在欧 美等国家流行开来 螺纹铣削是 指借助加工中心机床或数控铣床的三轴联动功能及 G 0 2 或 G 0 3 螺旋插补指令 完成螺纹铣 削工作 螺纹铣削加工与传统螺纹加工方式相 比 在加 工精度 加工效率方面更具有优势 加工时也不再受 螺纹结构和螺纹旋向的限制 一把螺纹铣刀便可加 工多种不同旋向的内 外螺纹 见图 1 对于不允许 有过 渡扣 或退刀槽 结 构 的螺纹 采用传 统 的车削 方 法或丝锥 板牙很难 完成加工 但 采用数控铣 削却 十 分容易 实现 此外 螺纹 铣刀 的耐 用度 是丝锥 的十 多倍甚至数十倍 而且在数控铣削螺纹过程 中 对螺 纹直径尺寸的调整也极为方便 这是采用传统的丝 锥 板牙 而难 以做 到的 由于螺纹 铣削 加工 的诸 多 优势 目前发达 国家大批量生产螺纹 已较广泛地采 用 了铣削工艺 左旋 右旋 图1 铣削示意网 2 螺纹铣 削原 理与优点 2 1 铣削原理 螺纹铣削的原理是基于数控铣床具有三轴联动 插 补功能 可 以实现空 间螺 旋线 的插补加 工 刀具周 向旋转 一周 轴 向进给 一个 导程 在 螺纹 铣削 过程 中圆周运动产生螺纹直径 而同步的直线运动产生 模具制造 2 0 1 1 年第4 期 7 7 S T L 淮安仕泰隆国际工业博览城 全球招商热线 0 5 1 7 8 6 2 9 9 9 9 9 2 0 线 网址 WWW s t l e p c o m 螺距 2 2 铣削螺纹优点 1 加工效率高 在螺纹加工 中 由于丝锥 比较低 的切削速度限制以及在加 丁好螺纹后的反转退刀 要 想提高加工效率十分困难 但如果使用螺纹铣刀 例 如 V A R G U S 公司的Mi T M 见图 2 因螺纹刀具本身的 铣削速度就很高 而且是多刀槽设计增加了切削刃数 便可以轻松提高进给速度 从而大幅度提高加工效率 罔 2 刀具示意 图 2 优异 的表 面质 量 及 尺寸 精 度 用 丝锥 加 工 时 由于其切 削速度较低 以及切屑难 以折断 等方 面 的影响 要想 获得较 好 的表 面光 洁度 和螺 纹精度也 相 当困难 但对 于螺纹铣 削来说则 不是 问题 其快 速的切削 速度 即使 是较小 的切削力 也能保 持切 削 表面光滑 而细碎 的切 屑也 能被冷 却液轻 松冲 出工 件而不 会划 伤已加 r 二 面 由于螺纹加工是靠螺旋插 补来保证精度的 所以只需要调整一下程序就能获 得所需高精度螺纹 这个特点在精密螺纹加工中拥 有绝对优势 3 稳定性好 安全可靠 在加 工难加工材料如钛 合金 高温合金和高硬度材料时 容易在加工过程 因 为切削力太大 而使丝锥扭 曲甚 至折断在工件 中 在 加工难断削材料 时 一旦排屑不 畅 切屑会缠绕丝锥 或堵塞孔 口 导致丝锥崩口或断在T件中 取出折断 的丝锥不但费 时费力 而且有 可能破坏工件 可 以采 用螺纹铣刀加工来避免这类 问题的发生 由于螺纹刀 刃是逐渐切人材料 所 以它产生 的切削力则较小 故 很少会 出现断刀 即使 出现断刀 由于铣刀直径 比螺 纹孔小很多 可以轻松从工件中取出断裂部分而不会 伤及工件 3 螺纹刀具 的分 类和选用 1 整体式螺纹铣刀 见图3 适用于钢 铸铁和 有 色金属材料 的 中小 直径 螺纹铣削 切 削平稳 耐用 度 高 图3 整体螺纹铣刀 2 机夹螺纹铣刀 见图4 其特点是刀片易于制 造 价格较低 有的螺纹刀片可双面切削 但抗冲击性 能较整体螺纹铣刀稍差 因此 该刀具常推荐用于加 工铝合金材料 b 图4 机夹螺纹铣刀 3 车铣两用 内螺纹刀 见图5 这种刀具选取方 便 价格较低 可以实现车削和铣削加工 但加工效率 稍低 较适用于单件和小批量生产 图5 车铣两用内螺纹 刀 4 螺纹铣 削实例分析 螺纹数控铣削实例如 图 6 所示 可 以看 出图 6中 要加工的题型为内螺纹 这个工件也是全国职工职业 技能大赛竞赛决赛题型 1 分析 螺纹 为 M3 0 X2 7 H 螺纹直径较大 如采用丝锥 板牙难 以做到 的 所 以可以通过螺纹铣削的加工方法 完 成 7 8 模具制造 2 0 1 1 年第4 期 S T L 昆山仕泰隆国际机械模具城 全球招商热线 0 5 1 2 8 6 1 8 8 8 8 8 2 0 线 网址 WWW s t elon g c o m b 盘 6 加 r 实例 图 a 题 型图 i维造型罔 2 难点 如何保证螺纹加工完成后达到要求的表面光洁 度和精度 最后与塞规配合好 解决方法 需要在程 序巾实现分层切削 实现粗精加 T 不能一次成型 3 刀 具选 用 实例为单件加 工 刀具选用可以实现车削 和铣削 两用的螺纹铣刀 5 螺 纹数控 铣削加工程序 的编 制 对图6的实例 可以看成其他部分已经完成 螺纹 底孑 L 也 已经加T完毕 现就螺纹 的铣 削加工给 出程 序编制 以 F A N U C系统 编制宏程 序螺纹铣 削程序的 方法 将 工件坐标 系 G 5 4建立 在工件上 表面 中心 处 并且测得螺纹车刀厂 值为 8 m m 使用宏程序加工螺纹的方法 0 0 0 3 主程序号码 N1 0 G 5 4 M0 3 S 1 8 0 0 建立 坐标 系 启动主轴正 转 转速为 1 8 0 0 转 N 2 0 G 9 0 G O Z 1 5 使用绝对坐 快速定位 N 3 0 M0 8 启动冷却液 N 4 0 1 1 0 8 的递减 根据实际情况手动修 改 最后达到图 1 的厂 值 N 5 0 2 1 5 M3 0 X 2 3 0 螺纹半径值 N 6 0 3 2 螺纹螺距 N8 0 4 1 6 N9 0 G1 0 L1 2 P1 R 1 N1 0 0 Gl F3 0 0 N1 1 0 2 X 2 Dl N1 2 0 G2 I 2 Z一 3 F 3 0 0 N1 3 0 3 3 2 N1 4 0 G1 G40 X0 YO N1 5 0 I F 3 L E 4 G OT O 9 0 螺纹深度 将 1 的变量赋予刀具半 径补偿参 数 D 1 使 用半径补偿 调用补偿 值 D l 顺时针 圆弧插 补铣 削螺 纹 使用变量 3 逐次增加 2 ra m螺距 取消半径补偿 当 3 小于 5 深度时转 移 至 N 9 0 循环 N 1 7 0 G 0 Z 1 0 0 快速定位 N 1 8 0 M3 0 程序结束 说明 1 程序巾 1 的变量值等于螺纹刀的厂 值 根据实 际刀具确定 刚设置的初始值等于厂 值加上 1 个螺距 然后再按切 削情 况递减 到厂 值 这样 递减可 以控制刀 具 切人螺纹 的厚 度 达到分层切 削的作用 保障 了表 面光洁度和精度 并且可以根据试配情况进行调整 2 2 为螺纹半径值的赋值 3 4 为螺纹z 方向深度的赋值 4 程序 中G1 0 L 1 2 P 1 R 1的作用 主要是将变 化后 的 1 值 赋予刀具补偿 的参 数 使 参数里的补偿 数值变成新 的数值 5 G 4 0的使用也 要注 意 因为每一 次循环 中都 进行了补偿所以在每一次循环结束时都要取消 否则 会影响程序的运行 6 总结 此方 法适 用 于大 螺距 三角 螺纹 等 的切削加 工 同一把刀具 可不 受通孔和盲孔 的限制 可通过改变 数 控加工程序 加 工出左旋螺纹 和右旋螺纹 还可 以 通过修改程序快速定位点的方法