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1、金蓝领数控铣技师论文浅谈螺纹铣 身份证号： 所在省市： 所在单位： 摘要:传统的螺纹加工方法主要为采用螺纹车刀车削螺纹，采用丝锥、板牙手工攻丝以及套扣。随着数控加工技术的发展，特别是三轴联动数控加工系统的出现，利用数控铣床进行螺纹的铣削得以实现。螺纹铣削是通过数控机床的三轴联动，利用螺纹铣刀进行螺旋插补铣削而形成螺纹，刀具在水平面上每作一周圆周运动，在垂直面内则直线移动一个螺距。 螺纹铣削加工可以实现在不换刀的情况下，一次性完成螺纹的加工，包括底孔的钻削，螺纹的加工等；同一把螺纹铣刀能加工出螺距相同、直径不同的螺纹。因此，与传统的螺纹加工方法相比，螺纹铣削加工具有较大的优势：加工效率高，加工质
2、量好，刀具通用性好，加工安全性好。对于一些特殊结构的螺纹，如不允许有过渡扣或退刀槽结构的螺纹，采用传统的车削方法或丝锥、板牙很难加工，但采用数控铣削却十分容易实现。本文介绍螺纹铣削的加工工艺过程、螺纹铣刀类型，最后介绍螺纹铣削的编程实例,大型工件螺纹车削实例，通过比较更好的学习螺纹加工。关键词：螺纹 铣削 数控 一 螺纹铣削的优点1.加工效率高在大批量的螺纹加工中，由于丝锥的切削速度较低的限制，再加上退刀时反转退出，想要提高加工效率很困。而如果我们使用螺纹铣刀，它本身的切削速度就很高，再加上多刀槽设计可增加切削刃的数量，从而可以提高进给速度，这样就可以很好地提高加工效率。在特殊的螺纹加工中，可
3、以加长刀刃，增加或减少齿数来进一步提高加工效率。2.表面质量，尺寸精度高普通丝锥加工时，切削速度较低，铁屑折断，挤屑的影响，想获得较好的表面光洁度很困难。然而对于螺纹铣削来说一切都不是问题，很高的切削速度，较小的切削力是切削面很光滑，细碎的铁屑能被气或者切削液很容易的吹走而不伤表面。对于加工精密的螺纹，可以通过调整插补参数获得较高的加工精度，这点在精密螺纹加工中拥有绝对的优势。3.稳定性好，安全可靠在加工难加工材料如钛合金，高温合金和高硬度材料时，由于切削力太大使丝锥经常会扭曲甚至折断在零件中。在加工长切削材料中，一旦排屑不畅，切削会缠绕丝锥或堵塞孔口，经常会导致丝锥崩口或断在零件中。取出的丝
4、锥不但费时费力而且有可能破坏零件。要解决这个问题我们可以采用螺纹铣刀。由于螺纹铣刀是逐渐切入材料，它产生的切削力较小很少会出现断刀，即使万一出现断刀，由于铣刀直径比螺纹孔小很多，可以轻松从零件中取出断裂部分而不会伤及零件。4、使用范围广，加工成本低螺纹铣刀使用灵活，可以适用多种工况。例如：我们可以用同一把螺纹铣刀加工左旋螺纹，也可以加工右旋螺纹；既可以加工外螺纹，也可以加工内螺纹。所有这一切只需要调整一下插补程序而已。使用丝锥加工，如零件上有多个不同直径但是螺距相同的螺纹孔，则需要不同直径的丝锥。这样不但所需丝锥数量很多而且换到时间也多。如果使用螺纹铣刀，由于它是使用螺纹插补来进行加工的，所以
5、只需要改变加工程序就可以完成所有直径的螺纹的加工，大大节省刀具费用及换到时间。为了保证螺纹精度，用丝锥加工不同材料时需要使用不同类型的丝锥。然而使用螺纹铣刀就无此限制。同一把螺纹铣刀可以加工绝大多数的材料并且获得很高精度的螺纹。这样也可以大大减少刀具费用。在加工螺纹要求接近盲孔底部时，如果用丝锥将很难在底部获得完美的螺纹。并且有可能在攻到底部丝锥停下准备反转回退这段时间里刀具继续向前移动一点距离（浮动攻丝） ，这样很容易造成丝锥折断。使用螺纹铣刀就可以避免这个问题螺纹铣刀比孔要小不必反转退刀，并且在刀具间断仍然是完美的螺纹形状。这样我们就可以获得完美而精确的螺纹深度。在有些加工中，螺纹铣削可以
6、帮助我们解决很多问题。例如：在大型，非圆零件的螺纹加工中，如果在车窗上加工就需要复杂装夹和平衡以避免产生震动。这样可以采用在加工中心上加工，零件不动，螺纹铣刀旋转，避免平衡问题。还有比如在加工断续的螺纹时，震动冲击对刀片影响很大容易产生裂纹。使用螺纹铣刀则由于刀具是逐渐切入材料断续处的，这样就避免了大的冲击，延长了刀具寿命。二 螺纹铣削要求及局限性螺纹铣削是一种用途广泛的新型的先进加工技术，但是它也有它的局限性：首先，它需要使用3轴联动的数控机床。其次，它只能加工3倍径左右深度的螺纹。再者，首个的螺纹铣刀比丝锥更贵，刀具的精度及切削性能要求较高，尽管在批量加工中它的成本比丝锥更低。最后，螺纹铣
7、削的程序编制比较麻烦，这也是限制了它大范围应用的重要因素之一。加工者必须很熟悉机床系统的编程，机床的性能等。三 螺纹铣削的注意事项1.根据螺纹的直径大小，深度合理的选择刀具2.在加工前，计算好走到次数，和每次的背吃刀量。3.安装刀具时确保刀具安装牢固，避免刀片或刀杆松动，以免加工过程中打刀损伤工件。4.根据工件和刀具的材质合理选择切削时的冷却方式，更好的降低切削时产生的热量，减少刀具的磨损，从而更好地保证切削面的精度。5.螺纹切削前，底孔加工时尺寸要合理地加工好，尽量比标准的尺寸大点，在保证啮合性能的情况下更好的进行螺纹的装卡。6.根据螺纹的深度在选择刀杆长度时尽量不宜过长，保证能过一次加工的
8、情况下尽量缩短刀具深处的长度。7.在螺纹铣削时，根据所用系统程序代码的特点（宏程序，普通程序代码）合理的选择，指定参数值。四 螺纹的分类根据其结构特点和用途可分为三大类：（一） 、普通螺纹：牙形为三角形，用于连接或紧固零件。普通螺纹按螺距分为粗牙和细牙螺纹两种，细牙螺纹的连接强度较高。（二） 、传动螺纹：牙形有梯形、矩形、锯形及三角形等。（三） 、密封螺纹：用于密封连接，主要是管用螺纹、锥螺纹与锥管螺纹。（1）普通螺纹，代号为 M，公制。普通螺纹多用于紧固件，如螺栓、螺母。（2）圆柱管螺纹，代号为 G，英制。 G（ISO 标准的 Rp）表示非密封管螺纹，又称圆柱管螺纹。G1/2“-11表示内经
9、为1/2“的管外壁螺纹，11为每英寸11牙。（3）圆锥管螺纹，英制，分为两种：55度牙形角圆锥管螺纹，代号 R；60度牙形角圆锥管螺纹代号为 NPT。55度管螺纹分为密封管螺纹和非密封管螺纹，非密封管螺纹用于无压力的管连接，密封管螺纹可以起到密封承压的作用。铣螺纹一般为普通螺纹用于工件紧固，大型工件的连接。也就是我们一般加工的螺纹，在下面的例子中也是普通三角螺纹的加工。五 螺纹刀具的分类一般切削加工螺纹刀具分类：螺纹车刀，丝锥，板牙，螺纹铣刀，有自动开合螺纹切头。本文就详细介绍一下螺纹铣刀。螺纹铣刀大致分类为机卡式和整体式两类，细分的话大致有以下几类：1高速盘形螺纹铣刀（1）是利用装在特殊刀盘
10、上的几把硬质合金刀片进行高速切削各种内，外螺纹的刀具。（2）是一种高效的螺纹加工方法（3）加工螺纹的精度一般为78级（4）例如 高速旋风螺纹铣刀2 .梳形螺纹铣刀，可分为多齿或单齿。（1）单齿：结构类似螺纹车刀，刀具螺旋运动一周只能加工一个螺距的深度，加工效率比较低。（2）多齿：一个刀片有多个刀齿，旋转一周可加工多个螺纹齿，效率较高，方便更换，成本较低。（3）整体式螺纹铣刀刀刃上也有多个螺纹加工齿，是一种定螺距螺纹的铣刀。刀具一般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，加工范围较广。六 螺纹加工实例加工 M72*4的螺纹1 所用刀具，量具：高速旋风螺纹铣刀（铣削螺纹直径50m
11、m 以上） ，直径45mm 钻头，镗刀（镗孔范围50mm-100mm） ，M72螺纹规（通规止规） ，0-150mm 游标卡尺。2 加工步骤:(1)首先加工底孔，计算螺纹 M724mm 的底孔直径为：公称直径-1.0825P(螺距)=72-1.08254= 67.67mm。底孔可以用钻头钻孔，后用镗刀镗到尺寸或用立铣刀通过用螺旋插补指令铣到尺寸，下面就介绍一下铣孔。首先用 50钻头钻孔，后用 30立铣刀铣孔纸尺寸。铣孔程序如下：刀具半径补偿 D1=15%(程序开始符) O0001;(主程序名)G40 G21 G17 G69;(安全取消指令)G90 G54 G0 Z50.;（绝对方式，建立 G5
12、4坐标系）X0Y0;（回坐标系零点）G0 Z3.;（快速地位到安全距离）M03S1500;（主轴转速）G01 G41 X33.85 F200 D1; （刀具补偿到切入点）G03 I-33.85 Z-130 K4 F200;（螺旋插补指令，K 值为螺距，Z值为总深度）G03 I-33.85;（螺旋插补，铣平底面）G0 Y0 X0;（回中心）Z100;（加工完成，Z 值退到安全距离）M05;（主轴停转）M30;（程序结束)（2）铣螺纹程序%(程序开始符) O0002;(主程序名) G40 G21 G17 G69;(安全取消指令)G90 G54 G0 Z50.;（绝对方式，建立 G54坐标系）G0
13、Z10.;（Z 值快速定位）M03S1500;（主轴转速）#1=67.67/2;（底孔半径参数设置）#2=72/2;（螺纹半径参数设置）WHILE#1LE#2 DO2;（宏程序循环语句）G0 X0 Y0;（回坐标系零点）Z3.;（快速地位到安全距离）#3=-4;（螺距）#4=-128;（总深度）G41 G01 X#1 D01 F200;（刀具补偿到切入点）WHILE#3GE#4 DO1;（螺旋插补循环）G03 I-#1 Z#3;（螺旋插补指令，每转一周，Z 值下一个螺距）#3=#3-3;（Z 值变量）END1;（循环结束）G40 X0 Y0;（回中心）Z3.;（退到安全距离）#1=#1+0.2
14、;（切削半径变量） END2;（循环结束）G0 Z100.;（加工完成，Z 值退到安全距离）M05;（主轴停转）M30;（程序结束）注:在加工结束后，用螺纹量规效验一下。小结：这种方法在螺纹铣削上很有特色，其程序编写的实质就是用螺旋插补指令，通过宏程序循环，从而实现铣螺纹的一次加工成型，完成整个螺纹的铣削加工。利用该方法加工螺纹不受铣刀螺距和螺纹规格等参数的影响，所以在数控铣床和加工中心上应用广泛。 参考文献： 1 螺纹铣削的特点及应用 http:/www.c- 2 螺纹铣削加工 http:/ 3 李国会.数控编程M.上海交通大学出版社. 第1版 2011年1月1日 4 朱勤惠. 数控铣削编程技术M. 辽宁科学技术出版社 2011-7-1
