加工中心的螺纹铣削分解.docx
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加工中心的螺纹铣削分解
技师评审论文
专业：
加工中心
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
加工中心的螺纹铣削
【摘要】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】数控加工螺纹铣削
1．螺纹铣削的优点
1.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.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。
3.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.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．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。
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．螺纹的分类
;v!
Y3k,?
|,k/t#z1.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，,p3H6h0}4a7r*w0n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
4.444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：
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
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
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:
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，编制程序。
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
1
T01
∮12mm立铣刀
铣削M30×1.5的螺纹底孔
6mm
硬质合金
2
T02
∮14单齿螺纹铣
刀（P=3mm）
铣削M30×1.5内螺纹
7mm
硬质合金
3
T03
∮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
4
T04
∮14单齿螺纹铣刀（P=3mm）
M27×1.5外螺纹
7mm
硬质合金
5
T05
∮15的6齿螺纹梳刀（P=3mm）
M27×1.5外螺纹
7.5mm
硬质合金
6
T06
∮32倒角钻头
倒角
16mm
硬质合金
1.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
零件图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：
FANUC0I
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。
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）
M06T01（使用1号刀）
G54G90G40M03S1200（程序初始化）
G00X0Y0Z100（刀具快速定位）
Z5
G01Z0F40（刀具工进到工件表面）
#1=-4（将-4赋值于局部变量#1）
N10G01Z[#1]F100（刀具工进到Z-4）
G41D01G01X14.25F120（固定循环，刀具半径补偿）
G03I-14.25J0（逆时针铣圆一周）
G40G01X0（取消刀具半径补偿）
#1=#1-4（将#1-4赋值于局部变量#1）
IF[#1GE-20]GOTO（条件判别语句，如果#1大于-20，则跳转至N10继续加工）
G00Z100（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）
M06T02（换2号刀）
G54G90G40M03S1200（程序初始化）
G0X0Y0Z100
Z5（刀具快速移动到定位点）
G01Z0F40（刀具工进到工件表面）
#1=0（将0赋值于局部变量#1）
N10#2=#1-1.5（将#1-1.5赋值于局部变量#2）
G42D02G01X14,.19
G02Z[#2]I-14.19（圆弧导入半径）
#1=#1-1.5
IF[#1GE-21]GOTO10（条件判别语句，如果#1大于-21，则跳转至N10继续执行程序）
G40G01X0（取消刀具半径补偿）
G00Z100（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
O0003（程序名）
M06T03（换3号刀）
G54G90G40M3S1200（程序初始化）
G00X0Y0Z100
Z5（刀具快速定位）
G01Z0F40（工进到工件表面）
#1=-12（将-12赋值于局部变量#1）
N10G01Z[#1]F120
G42D01X14.25（刀具半径补偿）
G02Z[#1-1.5]I-14.25（圆弧切入，）
G40G01X0（取消刀补）
#1=#1-13.5（将#1-13.5赋值于局部变量#1）
IF[#1GE-22.5]GOTO10（条件判别语句，如果#1大于-22.5，则跳转至N10继续执行程序）
GOOZ100
Y150（快速抬刀）
M05（主轴停止）
M3O（程序结束）
2.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。
O0004（程序名）
M06T04（换4号刀）
G54G90G40M03S1200（程序初始化）
G00X35Y0Z100（刀具快速定位）
Z5
G01Z0F50（刀具工进到工件表面）
G41G01X13.5F120（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）
G02Z[#2]I13.5（圆弧切入）
#1=#1-3（将#1-3赋值于局部变量#1）
IF[#1GE-39]GOTO10（条件判别语句，如果#1大于-39，则跳转至N10继续执行程序）
G40G01X35（取消刀补）
G00Z100（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）
M06T05（换5号刀）
G54G90G40M03S1200（程序初始化）
G00X35Y0Z100（）
Z5（刀具快速定位）
G01Z0F50（工进到工件表面）
G41D04G01X13.5F120（刀具半径补偿）
#1=-15（将-15赋值于局部变量#1）
N10#2=#1-3（将#1-3赋值于局部变量#2）
G02Z[#2]I13.5（圆弧切入）
#1=#1-18（将-18赋值于局部变量#1）
IF[#1GE-39]GOTO10（条件判别语句，如果#1大于-39，则跳转至N10继续执行程序）
G40G01X35（取消刀补）
G00Z100（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，从而达到配合要求。
结束语：
螺纹铣削在机械制造中的应用愈加广泛，技术也日益成熟，这种加工方式表现出了其卓越的加工性能，不仅降低了加工成本，而且大幅度提高了加工效率，为生产制造提供了有力的保障！
参考文献
《数控加工工艺与技能训练盐技师院数控系组织编2011》
《机械制造工艺与机床夹具吴拓编写》
用16的内螺纹刀
比如说铣一个20×1·5深25
2*45的倒角
G54G80G90………;
G0X10.5Y0;
Z10:
#1=0螺距个数
#2=1,5螺距值
#3=21螺纹孔的加工深度
#4=0铣削螺距的深度
WHILE[#4LT#3]DO1判断语句
#1=#1+1螺距个数计算
#4=#1*#2计算铣削螺距的深度
G2I-10.5Z[-#2]F60螺旋铣削螺纹
END1
G0X0F300
G0Z50
M05M09
M30
FANUC系统
2010》
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