加工中心的螺纹铣削

技技师师评评审审论论文文 专业 加工中心专业 加工中心 浅谈加工中心的螺纹铣削浅谈加工中心的螺纹铣削 姓 名 吴恒健 班 级 094201 学 号 38 指导老师 周清卿 单 位 江苏省盐城技师院 224000 2012 3 15 第 1 页 共 15 页 1 加工中心的螺纹铣削加工中心的螺纹铣削 摘摘 要要 作为一种新型加工工艺 螺纹铣削与的传统的螺纹加工方法有着独特的天然优势 它是使用三轴数控机床进行加 工 螺纹铣削首先在西方国家产生 而后随着技术的流通 逐渐在中国各个工厂普及 关键词关键词 数控加工 螺纹 铣削 1 1 螺纹铣削的优点螺纹铣削的优点 1 1 加工效率高加工效率高 我们都知道 在以往的传统螺纹加工中 有丝锥 板牙 车削等方式 车削的螺纹受 实际生产制约较大 无论是大口径的螺纹 还是细长轴上的螺纹 车削都很难实现很好 的加工 而丝锥在攻丝的过程中 由于受应力大 速度较低 而且还必须反向退刀 大 大降低生产效率 至于板牙 生产效率更低 而且浪费人力物力 而借助三轴数控机床 铣削螺纹 它的加工线速度可达 80M 200M MIN 而且不受材料的影响 同一把螺纹铣刀 又可以加工不同旋向的内外螺纹 2 2 表面质量好表面质量好 由于在螺纹铣削的过程中 背吃刀量小 主轴转速高 螺纹铣刀刀刃锋利 铣削所产 生的力及铁屑可以飞离工件表面 故可以获得很高的表面质量 根据不同进给量 不同 转速等铣削参数 也可以人为的控制表面质量的高低 第 2 页 共 15 页 2 3 3 加工范围广 成本低加工范围广 成本低 同一把螺纹铣刀 可以加工左旋螺纹 也可以加工右旋螺纹 可以加工内螺纹 也可 以加工外螺纹 而采用丝锥板牙攻丝 对于不同直径的相同螺距螺纹 则需要相应直径 大小的丝锥板牙 螺纹铣削受力小 刀具材料好 所以在使用中刀具磨损小 这样对于 同一把刀 可以大批量生产 使用成本低 4 4 尺寸精度易保证尺寸精度易保证 在螺纹铣削的过程中 每一把刀都有相应的刀具半径补偿值 理论上讲 对于一件需 要加工的螺纹 可以一次加工完成 但是为了更好的控制尺寸精度 我们可以分级修改 刀具补偿值 直至达到零件尺寸要求 2 2 螺纹铣削的注意事项螺纹铣削的注意事项 1 合理选择刀具或刀片的大小 2 在加工前 首先确定合理的走刀次数 并计算出每次走刀的合理背吃刀量 3 在确保一次性加工完成的情况下 刀具伸出长度不宜过长 以免造成刀具刚性不足 产生振动 甚至刀具损坏 4 选择合理的冷却方法 降低刀具因摩擦受热而损坏的几率 5 要避免刀具在加工过程中出现夹持松动 6 在铣削螺纹之前 要将螺纹底孔加工好 一般对于小孔径采用钻头加工 而大孔径 采用立铣刀铣削或镗刀镗孔 第 3 页 共 15 页 3 7 在铣削螺纹过程中 刀具沿 X Y 轴作一个圆周插补时 刀具在 Z 方向下降一个螺距 P 对于梳刀下降n P n为梳刀齿数 3 3 螺纹的分类螺纹的分类 1 螺纹分内螺纹和外螺纹两种 2 按牙形分可分为 三角形螺纹 梯形螺纹 矩形螺纹 锯齿形螺纹等 3 按旋入方向分左旋螺纹和右旋螺纹两种 右旋不标注 左旋加 LH 如 M30 1 5LH 4 按线数分单头螺纹和多头螺纹 5 按用途不同分有 米制普通螺纹 用螺纹密封的管螺纹 非螺纹密封的管螺纹 60 圆锥管螺纹 米制锥螺纹等 说明说明 由于国内在螺纹规格的选用上 大都采用单线 右旋的圆柱螺纹 因此其应用 范围相对较广 也具有一定的代表性 故本文着重小议单线右旋圆柱螺纹的铣削 四 螺纹刀具的分类四 螺纹刀具的分类 螺纹铣刀大致可分为机夹式和整体式两类 1 机夹又可以分为单齿机夹和多齿机夹螺纹铣刀 1 单齿机夹 结构像内螺纹车刀 刀片与车刀通用 仅有一个螺纹加工齿 刀 具每螺旋运动一周只能加工一齿 相应的在 Z 轴方向下降一个螺距 效率相对于多齿机 第 4 页 共 15 页 4 夹螺纹铣刀较低 2 多齿机夹 刀刃上有多个螺纹加工齿 刀具螺旋运动一周 在 Z 轴下降相应 齿数的螺距便可以加工出多个螺纹齿 加工效率高 刀片更换方便且价可低廉 2 整体式 刀刃上也有多个螺纹加工齿 是一种固定螺距螺纹铣刀 刀具由整体硬质 合金制成 刚性好 能有较高的切削速度和进给速度 加工范围很广 结构紧凑 能加 工中小直径的内螺纹 但其价较贵 对于校方学习 培训 中小企业使用较少 五 典型范例五 典型范例 以加工 M30 1 5 的内螺纹和 M27 3 的外螺纹为例 如零件图 1 图 2 所示 加工准备加工准备 根据通用工艺方法 确定内外螺纹的铣削方法 并根据加工方法准备工量具 编制 第 5 页 共 15 页 5 程序 刀具清单刀具清单 序号刀具编号刀具名称 编号加工内容刀具半径高速钢 1T01 12mm 立铣刀铣削 M30 1 5 的螺纹底孔 6mm 硬质合金 2T02 14 单齿螺纹 铣 刀 P 3mm 铣削 M30 1 5 内螺纹 7mm 硬质合金 3T03 15 的 9 齿螺 纹梳刀 P 1 5mm 铣削 M30 1 5 内螺纹 7 5mm 硬质合金 4T04 14 单齿螺纹 铣刀 P 3mm M27 1 5 外螺 纹 7mm 硬质合金 5T05 15 的 6 齿螺 纹梳刀 P 3mm M27 1 5 外螺 纹 7 5mm 硬质合金 6T06 32 倒角钻头倒角 16mm 硬质合金 1 1 内螺纹的铣削内螺纹的铣削 如零件图 1 加工零件图几何中心的 M30 1 5 的内螺纹 第 6 页 共 15 页 6 零件图零件图 1 1 加工条件 工件材料 45 钢正火 模锻 90mm 90mm 20mm 加工要求 螺纹表面粗糙度值 Rp 1 6 牙形角为 60 度 加工中心操作系统 FANUC 0I 刀 具 单齿螺纹铣刀 9 齿螺纹梳刀 说明 在用螺纹铣刀铣削螺纹之前 要先完成螺纹底孔的加工 继而进行螺纹加工 单齿螺纹铣刀 的螺纹加工原理是 刀具每固定旋转一周 在 Z 轴负方向上下降一个螺距 第 7 页 共 15 页 7 计算螺纹 M30 1 5 的底孔直径 公称直径 1 08P 30 1 62 28 38mm 所以螺纹底孔孔径 为 28 38mm 的通孔 选用 12mm 两齿立铣刀 主轴 S 700r min 刀具材料为高速钢 进给 F 120mm min 刀具伸出长度为 28mm 编写程序如下 O0001 程序名 M06 T01 使用 1 号刀 G54 G90 G40 M03 S1200 程序初始化 G00 X0 Y0 Z100 刀具快速定位 Z5 G01 Z0 F40 刀具工进到工件表面 1 4 将 4 赋值于局部变量 1 N10 G01 Z 1 F100 刀具工进到 Z 4 G41 D01 G01 X14 25 F120 固定循环 刀具半径补偿 G03 I 14 25 J0 逆时针铣圆一周 G40 G01 X0 取消刀具半径补偿 第 8 页 共 15 页 8 1 1 4 将 1 4 赋值于局部变量 1 IF 1 GE 20 GOTO 条件判别语句 如果 1 大于 20 则跳转至 N10 继续加工 G00 Z100 快速抬刀 Y150 M05 主轴停止 M30 程序结束 1 确认底孔加工完成 并用 32 倒角钻倒 C1 5mm 的角以后 如图 2 选择 14mm 的单刃螺纹铣刀铣削 转速 S 1200r min F 120mm min 程序编写如下 O0002 程序名 M06 T02 换 2 号刀 G54 G90 G40 M03 S1200 程序初始化 G0 X0 Y0 Z100 Z5 刀具快速移动到定位点 G01 Z0 F40 刀具工进到工件表面 1 0 将 0 赋值于局部变量 1 第 9 页 共 15 页 9 N10 2 1 1 5 将 1 1 5 赋值于局部变量 2 G42 D02 G01 X14 19 G02 Z 2 I 14 19 圆弧导入半径 1 1 1 5 IF 1 GE 21 GOTO 10 条件判别语句 如果 1 大于 21 则跳转至 N10 继续执行程序 G40 G01 X0 取消刀具半径补偿 G00 Z100 快速抬刀 Y150 MO5 主轴停止 M30 程序结束 s 2 选择 9 齿螺纹梳刀 T03 铣削螺纹 主轴转速 S 1200r min F 120mm min 这种 加工效率非常高 加工时间大大缩短 在大批量加工螺纹中 具有很大优势 对于不同 规格的螺纹 只要选择不同的刀具即可 如图 3 所示 应用实例编程如下 图 3 第 10 页 共 15 页 10 O0003 程序名 M06 T03 换 3 号刀 G54 G90 G40 M3 S1200 程序初始化 G00 X0 Y0 Z100 Z5 刀具快速定位 G01 Z0 F40 工进到工件表面 1 12 将 12 赋值于局部变量 1 N10 G01 Z 1 F120 G42 D01 X14 25 刀具半径补偿 G02 Z 1 1 5 I 14 25 圆弧切入 G40 G01 X0 取消刀补 1 1 13 5 将 1 13 5 赋值于局部变量 1 IF 1 GE 22 5 GOTO 10 条件判别语句 如果 1 大于 22 5 则跳转至 N10 继续执行程序 GOO Z100 Y150 快速抬刀 M05 主轴停止 M3O 程序结束 2 2 外螺纹的铣削外螺纹的铣削 螺纹在加工中心上的铣削 相比较板牙套扣丝锥等加工螺纹方法 受刀具等限制较 小 对于同一把螺纹铣刀 即可加工相同螺距的内螺纹 也可加以外螺纹 如图 4 以 加工 M27 3 的外螺纹为例 第 11 页 共 15 页 11 O0004 程序名 M06 T04 换 4 号刀 G54 G90 G40 M03 S1200 程序初始化 G00 X35 Y0 Z100 刀具快速定位 Z5 G01 Z0 F50 刀具工进到工件表面 G41 G01 X13 5 F120 刀具半径补偿 1 0 将 0 赋值于局部变量 1 N10 2 1 3 将 1 3 赋值于局部变量 2 G02 Z 2 I13 5 圆弧切入 1 1 3 将 1 3 赋值于局部变量 1 IF 1 GE 39 GOTO 10 条件判别语句 如果 1 大于 39 则跳转至 N10 继续执行程序 第 12 页 共 15 页 12 G40 G01 X35 取消刀补 G00 Z100 快速抬刀 M05 主轴停止 M30 程序结束 对于螺距 P 3mm 的外螺纹 牙深为 1 949Mmm 根据背吃刀量的不同 故一般选择 6 8 刀加工完成 每次加工的背吃刀量大致可选择 0 6mm 0 35mm 0 3mm 0 2mm 0 2mm 0 2mm 0 1mm 每加工一刀 测量一次 逐步控制尺寸 选用 6 齿螺纹梳刀 O0005 程序名 M06 T05 换 5 号刀 G54 G90 G40 M03 S1200 程序初始化 G00 X35 Y0 Z100 Z5 刀具快速定位 G01 Z0 F50 工进到工件表面 G41 D04 G01 X13 5 F120 刀具半径补偿 1 15 将 15 赋值于局部变量 1 第 13 页 共 15 页 13 N10 2 1 3 将 1 3 赋值于局部变量 2 G02 Z 2 I13 5 圆弧切入 1 1 18 将 18 赋值于局部变量 1 IF 1 GE 39 GOTO 10 条件判别语句 如果 1 大于 39 则跳转至 N10 继续执行程序 G40 G01 X35 取消刀补 G00 Z100 快速抬刀 M05 主轴停止 M30 程序结束 说明 在保证加工尺寸逐渐接近螺纹的公称直径时 对于螺纹的精度控制 一般采用修改刀具 补偿值的方法实现 这种方法简单有效 每修改一次刀具补偿值 利用螺纹通子规测量一次 从而