螺纹铣削的宏程序加工

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摘要：随着科学技术的飞速发展，数控技术的应用也得以不断延伸，相对的对于数控机床操作者的要求也在日益提高，而数控铣床加工螺纹在数控技能竞赛中已经较为常见，并成为许多手工编程者的一大难题。笔者以近年来数控技能大赛中常见的大直径螺纹在数控铣床上铣削加工为例，浅谈螺纹铣削加工的工艺分析及手工编程的方法。

关键词：螺纹铣削；宏程序；数控编程

传统的螺纹加工主要采用丝锥、板牙套或螺纹车刀等工具进行加工，对操作者的水平要求较高，并且效率不高。随着数控机床的日益普及，螺纹铣削加工技术在机械制造业中的应用越来越多。螺纹铣削是通过数控机床的三轴联动， 利用螺纹铣刀进行螺旋插补铣削而完成的，即刀具在水平面上每作一周圆周运动，在垂直面内则直线移动一个螺距。螺纹铣削具有加工效率高、螺纹质量高、刀具通用性好和加工安全性好等诸多优点。

1、铣削螺纹刀具

常见的螺纹铣刀主要有机夹式和整体式两类。机夹式又可分为单齿机夹和多齿机夹两类。

单齿机夹：结构像内螺纹车刀。只有一个螺纹加工齿。一个螺旋运动只能加工一齿。效率底。可加工相同齿形，任意螺距的螺纹。

多齿机夹：刀刃上有多个螺纹加工齿。刀具螺旋运动一周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。只能加工与刀片相同齿形螺距的刀片，以称为定螺距螺纹铣刀。

整体式：刀刃上也有多个螺纹加工齿，也是一种定螺距螺纹铣刀。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，能加工高硬材料。结构紧凑，能加工中小直径的内螺纹。但价格较贵。

对于目前常见的螺纹的加工，应根据孔径或直径的大小，选择相应的刀具。一般情况下，直径在M6～M20mm之间的螺纹，通常采用整体式螺纹铣刀攻螺纹的方法加工。直径在M6mm以下的螺纹，在机床上完成基孔加工再通过丝锥攻螺纹。而直径在M20mm以上的螺纹，可采用机夹可转位螺纹铣刀直接进行铣削。

2、螺纹铣削的工艺

在加工螺纹前，先要确定螺纹的加工方向。右旋螺纹，从主轴上方往下看就是一条顺时针螺旋线，左旋螺纹正好相反。而相应的铣削螺纹的方式也是有区别的。如图1与图2所示，加工右旋外螺纹刀具从上至下，加工左旋外螺纹刀具从下至上。与一般轮廓的数控铣削相同，螺纹铣削开始进刀时也采用切向的切入和切出。并且，为保证铣刀旋转一周即完成螺纹加工。铣削时应尽量选用刀片宽度大于被加工螺纹长度的铣刀。

3、螺纹铣削的程序编制

对于数控铣床来说，铣削螺纹主要采用G02/G03圆弧插补指令。一次只能产生一条360度的螺旋线即一个螺距的螺旋线。当要加工720度或更大角度的螺旋线时，就要重复编写螺旋插补指令，而且还需要大量的运算，造成了时间的冗余，降低了产品生产效率。这个时候就应该设计一个铣削螺纹的宏命令加工程序简化编程及运算。本实例就运用这种宏程序进行实际的加工。

4、螺纹铣削应用实例

在XK5040数控铣床上（南京第二机床厂生产，配置FANUC 0i数控系统）加工图3所示工件的内螺纹，选用单齿机夹式铣刀。螺纹相关参数为：M20X 1.5、右旋、内螺纹、螺纹底孔直径D为18.38mm（根据经验公式计算得到：底孔直径=公称直径―（1.04～1.08）P，此处取1.08，螺纹直径D为20mm、螺纹深度为20mm。

5、结论

螺纹铣削作为一种螺纹的加工方法，在生产中也得到广泛应用。本实例通过对铣削螺纹的程序进行改进，通过宏命令来编写加工程序，缩短了程序的调试修改时间，且加工不同类型的螺纹只须改变螺纹参数编程中的几个变量：螺距、螺纹深度及下刀起始点等，从而大大提高了效率。按照选择好的螺纹铣刀、铣削的刀具轨迹以及具体的程序加工出整个零件。最后对工件进行实际检测，各项偏差都在精度要求范围内，完全能满足相关技术要求。在进行数控技能竞赛备战的时刻就可以运用上述方式很轻松的完成铣削螺纹的任务，且对实际的生产也有很好的指导意义。