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(chē)削和絲錐、板牙已無(wú)法滿(mǎn)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φ16mm 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(xiàn)高度編成一個(gè)子程序，通過(guò)循環(huán)調(diào)用該螺旋線(xiàn)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(chēng)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φ16mm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z0）
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(lèi)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(xiàn)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(xiàn)編成一個(gè)子程序，通過(guò)反復(fù)調(diào)用該螺旋線(xiàn)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(lèi)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)rprg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觯?/4 周，正式加工螺紋1周;在z軸方向?qū)耄ɑ驅(qū)С觯?/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zui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(lèi)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(xiàn)的數(shù)控銑工和加工中心操作人員有一定的指導(dǎo)意義。