1、 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第 1 页 共 15 页1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
2、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。第 2 页 共 15 页23.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
3、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
4、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。第 3 页 共 15 页37.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1.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，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 M301.5L
5、H4.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。效率相对于多齿机第 4 页 共 15 页4夹螺纹铣刀较低。 （2）多齿机夹：刀刃上
6、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 M301.5 的内螺纹和 M273 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，编制第 5 页 共 15 页5程序。刀具清单序号 刀具编号 刀具名称/编号 加工
7、内容 刀具半径 高速钢1 T01 12mm 立铣刀 铣削 M301.5的螺纹底孔6mm 硬质合金2 T02 14 单齿螺纹铣刀(P=3mm)铣削 M301.5内螺纹7mm 硬质合金3 T03 15 的 9 齿螺纹梳刀（P=1.5mm）铣削 M301.5内螺纹7.5mm 硬质合金4 T04 14 单齿螺纹铣刀（P=3mm）M271.5 外螺纹7mm 硬质合金5 T05 15 的 6 齿螺纹梳刀（P=3mm）M271.5 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 M301.5 的内螺纹第 6 页 共 15 页6
8、零件图 1加工条件工件材料：45 钢正火，模锻。90mm90mm20mm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：FANUC 0I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。第 7 页 共 15 页7计算螺纹 M301.5 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
9、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）M06 T01 （使用 1 号刀）G54 G90 G40 M03 S1200 (程序初始化)G00 X0 Y0 Z100 （刀具快速定位）Z5 G01 Z0 F40 (刀具工进到工件表面)#1=-4 （将-4 赋值于局部变量#1）N10 G01 Z#1 F100 （刀具工进到 Z-4）G41 D01 G01 X14.25 F120 （固定循环，刀具半径补偿）G03 I-14.25 J0 （逆时针铣圆一周）G40 G01 X0 （取消刀具半径补偿）第 8 页 共 15 页8#1=#1-4 （将#1-4
10、 赋值于局部变量#1）IF #1 GE -20 GOTO （条件判别语句，如果#1 大于-20，则跳转至 N10 继续加工）G00 Z100 （快速抬刀）Y150M05 （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） M06 T02 （换 2 号刀）G54 G90 G40 M03 S1200 (程序初始化）G0 X0 Y0 Z100Z5 （刀具快速移动到定位点）G01 Z0 F40 （刀具工进到工件表面）
11、#1=0 （将 0 赋值于局部变量#1）第 9 页 共 15 页9N10 #2 = #1 - 1.5 （将#1-1.5 赋值于局部变量#2）G42 D02 G01 X14,.19 G02 Z#2 I -14.19 （圆弧导入半径）#1 = #1 - 1.5IF #1 GE -21 GOTO 10 （条件判别语句，如果#1 大于-21，则跳转至 N10 继续执行程序）G40 G01 X0 （取消刀具半径补偿）G00 Z100 （快速抬刀）Y150MO5 （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
12、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第 10 页 共 15 页10O0003 （程序名） M06 T03 (换 3 号刀)G54 G90 G40 M3 S1200 （程序初始化）G00 X0 Y0 Z100 Z5 （刀具快速定位）G01 Z0 F40 (工进到工件表面)#1 = -12 （将-12 赋值于局部变量#1）N10 G01 Z#1 F120G42 D01 X14.25 （刀具半径补偿）G02 Z#1 - 1.5 I-14.25 （圆弧切入， ）G40 G01 X0 （取消
13、刀补）#1 = #1 -13.5 （将#1 -13.5 赋值于局部变量#1）IF #1 GE -22.5 GOTO 10 （条件判别语句，如果#1 大于-22.5，则跳转至 N10 继续执行程序）GOO Z100Y150 （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 M273 的外螺纹为例。 第 11 页 共 15 页11O0004 （程序名）M06 T04 (换 4 号刀)G54 G90 G40 M03 S1200
14、（程序初始化）G00 X35 Y0 Z100 （ 刀具快速定位）Z5G01 Z0 F50 （刀具工进到工件表面）G41 G01 X13.5 F120 （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）G02 Z#2 I13.5 （圆弧切入）#1 = #1 - 3 （将#1 - 3 赋值于局部变量#1）IF #1 GE -39 GOTO 10（条件判别语句，如果#1 大于-39，则跳转至 N10 继续执行程序）第 12 页 共 15 页12G40 G01 X35 （取消刀补） G00 Z100 （快速抬刀） M05
15、（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)M06 T05 (换 5 号刀)G54 G90 G40 M03 S1200 ( 程序初始化)G00 X35 Y0 Z100 ()Z5 (刀具快速定位)G01 Z0 F50 ( 工进到工件表面 )G41 D04 G01 X13.5 F120 (刀具半径补偿)#1 =
16、 -15 (将-15 赋值于局部变量#1)第 13 页 共 15 页13N10 #2 = #1 - 3 (将#1 - 3 赋值于局部变量#2)G02 Z#2 I13.5 (圆弧切入)#1 = #1 - 18 ( 将-18 赋值于局部变量#1)IF #1 GE -39 GOTO 10 (条件判别语句，如果#1 大于-39， 则跳转至 N10 继续执行程序)G40 G01 X35 (取消刀补)G00 Z100 (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！第 14 页 共 15 页14参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 2010
