一、螺紋數(shù)控銑削的優(yōu)點(diǎn)

　　傳統(tǒng)的螺紋加工方法主要采用螺紋車(chē)刀車(chē)削螺紋或采用絲錐、板牙手工攻絲及套扣。隨著數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展，尤其是三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工系統(tǒng)的出現(xiàn)，使更先進(jìn)的螺紋加工方法——數(shù)控銑削得以實(shí)現(xiàn)。螺紋數(shù)控銑削加工與傳統(tǒng)螺紋加工方式相比，主要有以下優(yōu)點(diǎn)。

　　(1)螺紋銑削加工時(shí)，零件不動(dòng)而刀具進(jìn)行旋轉(zhuǎn)銑削，而傳統(tǒng)車(chē)削加工是零件旋轉(zhuǎn)。在傳統(tǒng)車(chē)削中非旋轉(zhuǎn)體的螺紋加工會(huì)存在無(wú)法靈活裝夾的問(wèn)題，但采用銑削加工方法，該問(wèn)題就會(huì)迎刃而解;同時(shí)加工零件的固定不動(dòng)，也減少了機(jī)床運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，提高了定位和加工精度。

　　(2)螺紋數(shù)控銑削加工時(shí)不受螺紋結(jié)構(gòu)和螺紋旋向的限制。同一把螺紋銑刀可以加工螺距相同但直徑不同的不同旋向的內(nèi)、外螺紋。

　　(3)同一把螺紋銑刀可以通過(guò)修改刀具半徑補(bǔ)償值，將螺紋加工到任意公差帶。而在傳統(tǒng)方法中，絲錐磨損、加工螺紋尺寸小于公差后則無(wú)法繼續(xù)使用，只能報(bào)廢;但是當(dāng)螺紋銑刀磨損、加工螺紋孔尺寸小于公差時(shí)，可通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行必要的刀具半徑補(bǔ)償調(diào)整后，就可繼續(xù)加工出尺寸合格的螺紋。

　　(4)由于螺紋銑刀沒(méi)有導(dǎo)向部分，因此無(wú)需退刀槽或過(guò)渡扣即可靠近螺紋底部加工出精確深度的螺紋。

　　(5)螺紋銑刀的耐用度是絲錐的十多倍甚至數(shù)十倍。

　　(6)螺紋數(shù)控銑削加工效率高。目前螺紋銑刀的制造材料為硬質(zhì)合金，加工線(xiàn)速度可達(dá)80m/min～200m/min，而高速鋼絲錐的加工線(xiàn)速度僅為10m/ min～30m/min，故螺紋數(shù)控銑加工適合高速切削，提高了加工效率。

　　(7)螺紋數(shù)控銑削方法能夠延長(zhǎng)刀具使用壽命。高硬度材料和高溫合金材料，如鈦合金、鎳基合金和鉬合金的螺紋加工一直是一個(gè)比較困難的問(wèn)題。主要是因?yàn)楦咚黉摻z錐加工上述材料螺紋時(shí)，刀具壽命較短，而采用硬質(zhì)合金螺紋銑刀則效果比較理想，刀具切削力大幅降低，解決了機(jī)床負(fù)荷太大、無(wú)法驅(qū)動(dòng)絲錐正常加工的問(wèn)題。

二、螺紋銑削數(shù)控程序的編制

　　螺紋銑削加工程序的編制，主要原理是采用G02、G03圓弧插補(bǔ)指令，即在二軸圓弧插補(bǔ)的同時(shí)加入第三軸直線(xiàn)插補(bǔ)，形成螺旋插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。螺紋銑削的數(shù)控程序，有很多種編制方法。

　　1.手工編程

　　對(duì)于走刀路線(xiàn)較簡(jiǎn)單的螺紋加工，我們可以通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算，進(jìn)行手工直接編程。例如用多齒螺紋刀片且有效長(zhǎng)度大于螺紋長(zhǎng)度的刀片加工螺紋，只要在螺紋軸向上走一個(gè)螺距，即可完成整個(gè)螺紋加工。下面是加工M16×1.5、長(zhǎng)度為9mm的外螺紋數(shù)控程序。

　　G00 G42 X100 Y0 Z15　　M03 S3000　　G0 Z-9 (下降至螺紋長(zhǎng)度) G01 X14.376 F100(刀具加工到螺紋底徑處)　　G02 X14.376 Y0 I-14.376 J0 Z-7.5(螺旋插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)Z 向提高1個(gè) 螺距1.5)　　G01 G40 X100 Z15　　M30

2.利用通用軟件進(jìn)行編程

　　NX是西門(mén)子公司出品的一套集CAD/CAM/CAE于一體的軟件系統(tǒng)，它被廣泛應(yīng)用在汽車(chē)、航天和模具等加工行業(yè)。我們用到的螺紋銑削功能就是其CAM編程中功能之一。　　首先進(jìn)入“平面銑”或“鉆孔”加工環(huán)境，并且在“創(chuàng)建操作”對(duì)話(huà)框中選擇“THREAD_MILLING”子類(lèi)型。然后根據(jù)需要設(shè)置相關(guān)選項(xiàng)和參數(shù)，由系統(tǒng)生產(chǎn)相應(yīng)的加工程序。

3.利用專(zhuān)用軟件編程

　　各家刀具廠(chǎng)商，一般會(huì)根據(jù)自己的螺紋銑刀提供一套專(zhuān)用編程軟件，例如以色列瓦格斯刀具商(Vardex)提供的Vardex TM Gen螺紋銑削編程軟件、山高刀具商(SECO)提供的螺紋銑削向?qū)к浖?，以及肯納公司提供的KThread_Milling，這些專(zhuān)用軟件，都是很好的螺紋銑削編程專(zhuān)用軟件，大家可以根據(jù)自己在實(shí)際應(yīng)用中的特點(diǎn)，選擇不同的專(zhuān)用軟件進(jìn)行螺紋銑削數(shù)控編程。

三、螺紋數(shù)控銑削技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

　　由于螺紋銑削加工的諸多優(yōu)勢(shì)，目前很多的制造企業(yè)已較廣泛地采用了螺紋數(shù)控銑削工藝。我們?cè)诩庸つ嘲l(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)雜零件的接嘴螺紋時(shí)，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究，也采用了螺紋銑削方法，取得了較好的效果，下面就這一過(guò)程及工藝方法作簡(jiǎn)要介紹。

1.零件的特點(diǎn)及加工難點(diǎn)　　某復(fù)雜零件是發(fā)動(dòng)機(jī)上的重要零件，其接嘴螺紋部分如果采用車(chē)削螺紋，零件的主體與接嘴并非同一旋轉(zhuǎn)中心，給裝夾定位帶來(lái)一定的困難，但是采用銑加工螺紋的方法，則可很方便地進(jìn)行裝夾和加工。

2.刀具的選擇

　　在螺紋銑削加工中，三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控 機(jī)床和螺紋銑削刀具是必備的兩要素。以下介紹幾種常見(jiàn)的螺紋銑刀類(lèi)型。

　　(1)圓柱螺紋銑刀。

　　圓柱螺紋銑刀在加工中的螺旋升程靠機(jī)床運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。由于這種特殊結(jié)構(gòu)，使該刀具既可加工右旋螺紋，也可加工左旋螺紋，但不適用于較大螺距螺紋的加工，適合銑削中小直徑螺紋，切削平穩(wěn)，耐用度高。缺點(diǎn)是刀具制造成本較高，價(jià)格昂貴。

　　(2)機(jī)夾螺紋銑刀及刀片。

　　機(jī)夾螺紋銑刀適用于較大直徑(如D>25mm)的螺紋加工。其特點(diǎn)是刀片易于制造，價(jià)格較低。機(jī)夾螺紋銑刀的優(yōu)點(diǎn)是，易于更換刀片，從而降低了加工成本。

　　(3)組合式多工位專(zhuān)用螺紋鏜銑刀。

　　組合式多工位專(zhuān)用螺紋鏜銑刀的特點(diǎn)是一刀多刃，一次完成多工位的加工，可節(jié)省換刀等輔助時(shí)間，顯著提高生產(chǎn)率。該組合刀具可一次加工完成工件需加工內(nèi)螺紋、倒角和平臺(tái)。3.加工方法及參數(shù)選擇

　　(1)走刀方式：通過(guò)查閱資料文獻(xiàn)，都建議采用螺旋進(jìn)刀方式加工，即刀具在X、Y 平面順(逆)時(shí)針旋轉(zhuǎn)半個(gè)圓弧， Z方向上升或下降0.5個(gè)螺距。這樣以減小進(jìn)刀時(shí)的振動(dòng)，提高刀具壽命和螺紋表面質(zhì)量，并使加工出的螺紋有半扣平滑過(guò)渡的螺紋收尾。但通過(guò)實(shí)際加工試驗(yàn)，采用直線(xiàn)進(jìn)刀方式加工出的螺紋，經(jīng)過(guò)檢測(cè)也是合格的。采用直線(xiàn)進(jìn)刀方式，減少了計(jì)算的時(shí)間和出錯(cuò)的幾率。

　　(2)進(jìn)給方式：通過(guò)設(shè)置刀補(bǔ)值，徑向進(jìn)給分3個(gè)切深完成，充分減小加工中的徑向力，避免振動(dòng)，提高刀具壽命。要注意的是，刀補(bǔ)值要通過(guò)計(jì)算確定，防止螺紋小徑過(guò)切。

　　(3)冷卻方式：由于是外螺紋，因此采用外冷方式，既可充分冷卻，也可快速帶走鐵屑。

4.程序編制

　　G54 G17 X0 Y0 Z10　　G42 X52.85　　M03 S3000　　G0 Z-9.187 (下降螺紋長(zhǎng)度+P/8)　　G01 X32.715 Y0 F100　　G02 X16.3575 Y0 CR=8.17875　　Z-9(從起到點(diǎn)走半徑為A /2的圓弧，同 時(shí)Z向提高P/8)　　G03 X-16.3575 YO CR=16.3575　　Z-8.25(從進(jìn)刀點(diǎn)走半徑為A的圓弧，同時(shí)Z向提高P/2)　　G03 X16.3575 Y0 CR=16.3575　　Z-7.5(走個(gè)整圓，Z向提高P/2)　　G02 X32.715 Y0 C R=8.17875　　Z-7.312　　G40　　G00 X100 Y100 Z10　　M05　　M02　　Z5

四、結(jié)束語(yǔ)

　　螺紋數(shù)控銑削技術(shù)應(yīng)用前景廣闊，目前該技術(shù)已在我公司某發(fā)動(dòng)機(jī)的 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、空間開(kāi)敞性差的零件上被廣泛應(yīng)用。