简述数控加工中心铣削大直径螺纹的方法

姜 宝(青岛黄海学院 山东 青岛 266427)

1 前言

螺纹的加工有许多种方法，比较常见的方法有车床车螺纹，铣床攻螺纹，摇臂钻床攻螺纹，手动攻螺纹等加工形式。车床主要加工一些圆柱类、盘类零件的螺纹比较多，手动攻螺纹和数控铣床用丝锥主要加工一些直径小于M20以下的螺纹。螺纹加工质量的好坏将影响整个零件的质量，对于一些复杂的形状不规则的零件里大直径的螺纹就无法用丝锥进行攻螺纹的加工，故采用数控加工中心进行铣削螺纹的加工方法。用数控加工中心进行内螺纹铣削加工比传统的内螺纹加工具有加工质量精度高和加工效率高等优势，特别是相比较于大直径的内螺纹加工，数控加工中心进行内螺纹的铣削螺纹加工具有更大的优势。

2 零件的加工

在一零件材料为45钢，尺寸为100mmx200mmx30mm的方料上加工M42x2的螺纹，深度为30mm的通孔。此螺纹孔要求精度较高，同时对螺纹孔的表面粗糙度也有一定的要求。

2．1 加工工艺的选择

(1)进行螺纹加工的分析，我们根据机械设计手册的公式计算得:

螺纹牙高 =0．65×2=1．3cm

螺纹小径 =42－2×1．3=39．4cm

(2)选择加工的刀具，我们选用刀杆直径为Φ16cm的螺纹铣刀来加工螺纹孔，刀片的材料选择整体硬质合金。

(3)切削用量的选择，因铣螺纹需多次试加工，所以在选择切削三要素时要考虑工件的材料和刀具的直径大小、刀具的材料等各方面的综合因素。加工螺纹选用的切削用量如下:

①进给速度F=300毫米/分钟。

②主轴转速S=2000r/min。

③背吃刀量的选择，螺纹的加工采用每次背吃刀量逐渐减少的方法，这样有利于提高螺纹的加工质量。

2．2 加工工序安排如下

螺纹铣刀加工时的旋转中心在编制加工程序前要先确定。

(1)将工件安装找正对刀结束后，设定工件的零点X，Y，Z的G54坐标。

(2)先进行钻底孔的加工，使用直径φ40MM的麻花钻进行加工。

(3)底孔加工结束后，为保证底孔的精度，可使用镗刀或铰刀对底孔进行精加工。

(4)最后使用直径Φ16mm内螺纹铣刀，螺距为2mm，进行螺纹孔的加工。

2．3 采用FANUC系统进行程序的编制

(1)用宏程序编程:

O0100;

G90G54G40G0X11．65Y0S1000M3;快速定位到工件G54零点，主轴正转

Z5;离工件上表面的安全高度

M08;切血液开

#1=0;螺距个数

#2=2;螺距值

#3=30;螺纹孔的加工深度

#4=0;铣削螺距的深度

WHILE［#4LT#3］D01;判断螺纹铣削深度是否到位，及条件不满足则退出循环体。

#1=#1+1;螺距个数计

#4=#1*#2;计算铣削螺距的深度

G02I－11．65Z［－ #4］;圆弧插补铣削螺纹

G01X0F600;直线插补回到孔中心

G00Z250M05;快速回到工件上表面，主轴停转

M9;切削液关

M30;程序结束返到程序开头

(2)调用子程序的方法编程:

O200;(主程序)

G90G54G0G40X0Y0Z100S1200M3;快速定位到工件G54零点，主轴正转

G0Z10;刀具快速定位到工件上表面

G01Z5F80;切削进给

G01X11．6;切削到工件孔壁

M98P190201;调用子程序19次

G90G0X0Y0;快速返回到工件孔中心

G0Z100;主轴返回工件Z100处

M30;程序结束

O201;(子程序)

G91G02I－11．6J0Z －2;圆弧插补加工内螺纹

M99;子程序结束并返回主程序

2．4 采用西门系统编程如下:

(1)主程序的编写:

8AD8;(主程序)

G90G54G0G40X0Y0Z100S1200M3;

G0Z10;

G01Z5F80;

G01X11．6;

LQWSA;

G90G0X0Y0;

G0Z100;

M30;

(2)子程序的编写

QWSA;(子程序)

N1R1=40R2=2R3=5R4=－30;

N2G90G54G40G0X0Y0S1000M3;

N3G0Z100;

N4Z=R3;

N5G91G01G41D1X=R1/2;

N6G03X=0Y0I=－(R1/2)J0Z=－R2;

N7R3=R3－R2;

N8IFR3＞R4G0T0N5;

N9G0G40X=－R1/2;

N10G00G90Z150;

N11M17;

3 铣削螺纹加工中注意的问题:

3．1 螺纹铣削过程中应减少粘刀和毛刺，必要时打开切血液进行加工。

3．2 使用本工序加工时，应使用机床几何精度特别是重复定位精度比较好的机床加工，以保螺纹尺寸的加工精度。

3．3 在退刀时要用G40取消刀具的半径补偿，以避免在调用子程序时将子程序带到主程序，使螺纹加工轨迹损坏，造成工件报废。

3．4 加工过程中为了延长刀具的使用寿命，并排除铁屑，通常情况下多使用切削液进行冲洗。

4 结束语

在机械制造业飞速发展的今天，大直径螺纹的应用已相当广泛，我们要熟练的掌握铣削螺纹的加工方法，大力提高生产效益，以适应现代制造业发展的需要。