螺纹铣削优化策略及编程方法

西安航天动力机械厂 （陕西 710025） 王宏刚 李艳辉 朱国超

由于螺纹铣削成本远远高于攻螺纹，一般用于较难加工的螺纹孔，如果采用攻螺纹将很难实现，或者风险大，例如圆柱体侧面螺纹孔，或者在硬度非常高的材料上加工螺纹孔。对于小批量生产的产品，为避免钻模成本，往往也使用铣螺纹的方法加工。螺纹铣削还有一个优点是螺纹铣削精度远远高于攻螺纹，并且螺纹有效深度大于攻螺纹2mm以上，所以对于要求较高的螺孔采用铣螺纹是最佳的选择。螺纹铣削的缺点是刀具成本高，例如一般M6－6H国产螺纹铣刀，价格约850元，进口的约2 000元，而且铣削时磨损很快，所以加工成本很高。如何在发挥螺纹铣削优势的前提下降低成本，是每个企业都面临的问题。

1. 螺纹铣削降低成本提高效率的途径

要提高螺纹铣削效率，可以从三方面考虑：

（1）螺纹深度，减少螺纹铣削深度可以有效降低刀具磨损，提高加工效率。要减少螺纹深度可以采用铣螺纹和攻螺纹相结合的方法，为攻螺纹铣出一定深度，起到定位导向作用，一般铣深必须大于丝锥导向长度3～5个螺距。

（2）减少螺纹铣削直径，在铣螺纹时保证Ⅰ锥通过，而不必保证塞规通过。

（3）走刀方式，走刀方式对刀具损耗影响很大，一般采用顺铣加工，右旋螺纹顺铣方式为，从下向上逆时针走刀。加工参数需要根据刀具说明选用，不合理的走刀方式会加速刀具磨损，甚至断刀。

2. 加工实例

本文提供一套提高效率的思路，并以西门子840D系统为例介绍其编程方法，此思路已在实际加工中应用，并取得了显著效果。

如图1所示某产品螺纹孔位置图，侧面螺纹孔M6－6H为通孔，深10mm，端面螺纹孔M10×1－6H，深度如附图所示，材料硬度50HRC。

（1）制定侧面螺纹孔加工方法 侧面螺纹孔深10mm，由于丝锥较细，强度低，加工超硬材料容易断到里面，并且侧面螺纹很难用攻螺纹的方法加工，所以采用铣螺纹整体加工。螺纹铣刀采用M6×1，直径φ4.7mm。对于XY面螺纹加工程序编制如下：

（2）制定端面螺纹孔加工方法 端面螺纹孔要求深20mm，一般螺纹铣刀考虑到刀具刚性很难做到这么深，所以加工时铣螺纹和攻螺纹相结合，这样即提高了效率还降低了成本。加工时螺纹铣到7mm深。在程序编制时必须考虑坐标系的转变。由于加工端面螺纹时在3轴龙门镗铣加工中心上采用卧式加工，所以需要上弯头。由于上弯头后相当于五轴机床中刀具绕B轴旋转－90°，螺纹加工面变为YZ面，所以为了保证顺铣加工，编程时刀具需从上向下逆时针加工。对于32个螺纹孔的加工，要使编程和使用都方便，最好的方法是采用主程序调用子程序的方式编程。程序编制如下，铣刀规格M10×1，刀具直径8mm。

主程序：

T1 M6

编程时首先算出孔位坐标，添加到主程序中，加工时只需要修改 GOTO 指令就行了，操作方便。

3. 结语

在铣螺纹过程中，通过更改R2参数（螺旋直径）来控制切削宽度，一般每次切削宽度在0.2mm以内，在距最终尺寸0.1mm时需要用塞规或者Ⅰ锥试一试并减少切削量。经过优化后加工效率和刀具寿命度都提高3倍以上。