螺纹数控铣削加工及程序编制

螺纹数控铣削加工及程序编制

摘要：传统的螺纹加工有些局限性，对于较大的，或者有些特殊结构要求的，采用以前的加工方法进行加工时，加工效率，加工难度等方面就显得不是很理想。当采用数控铣削方法加工时，这些问题就迎刃而解了。螺纹数控铣削加工是一种新型的螺纹加工工艺，该工艺的出现使螺纹加工变得更加简单、合理。螺纹的加工工艺也随之发生改变，并取得良好的效果，本文主要分析了螺纹的加工方法，螺纹数控铣削加工，并以实例的形式，简述了螺纹数控铣削加工程序的编制。

关键词：数控铣床螺纹加工程序编制

1 概述

随着社会经济的发展，时代的进步，我国机械制造业已经广泛的应用数控加工技术。在一些大型的机械设备及机械零件中，经常会碰到比较大的螺纹。对该类螺纹采用传统车削，板牙，丝锥等加工方法已经不能满足需要。随着数控技术的发展，在数控铣床和加工中心中进行螺纹铣削加工，改变了传统螺纹加工工艺和方法，并取得了良好的效果。

2 常用螺纹的加工方法

工件上的螺纹有两种，一种是内螺纹，一种是外螺纹。螺纹加工常用的就是切削加工和滚压加工两大类。滚压加工，是用滚压模具对零件进行滚压加工，使零件发生塑性变形而得到螺纹的加工方法。滚压加工适用于外螺纹加工，大批量的标准件或者其它螺纹连

接件。滚压加工的螺纹一般外径尺寸不超过25mm，长度不超过

100mm，螺纹精度达到2级。切削加工，就是用成形刀具或者磨具在零件上加工出相关的螺纹。常用车削，攻丝，套螺纹，铣削，磨削加工，研磨，旋风切削加工等。在这些加工中，车削、铣削、磨削加工是零件每运动一圈，刀具沿着轴向位置移动一个导程，刀具切削零件得到与刀具形状相同的螺纹。攻丝和套螺纹加工，在进行切削前，内螺纹需要将螺纹底孔加工到位，外螺纹需将轴尺寸加工到位，才能进行攻丝或套丝加工。这些加工方法都有不同的适用场合，在实践生产过程中，我们应当选择最合适的加工方法进行加工。对于一些较大的螺纹（d>25mm）车床装夹又不太方便的工件，这时采用数控铣床进行螺纹铣削加工就比较方便。

3 螺纹数控铣削加工

螺纹数控铣削加工是数控发展的一种新型的加工工艺，它和传统的螺纹加工方式相比，在加工精度，效率等方面有比较大的优势。加工时不受螺纹的大小，旋向，结构等方面的影响。一把螺纹刀（如图1所示），可以加工内、外螺纹，不同旋向的螺纹。对于零件结构，不允许有过渡扣，退刀槽，过切等这些要求时，采用板牙，车削，丝锥等这些加工方法时，就难以保证。如果采用数控铣床或者加工中心进行加工时，就比较容易实现了。采用数控铣削加工螺纹对刀具损耗也是比较小的，在丝锥进行螺纹加工时，丝锥比较容易断。而螺纹铣刀耐用度是丝锥的十几倍甚至几十倍。对螺纹的尺寸调整，数控铣床比较容易做到。因为有这些优点的存在，所以螺纹

数控铣削工艺也得到了飞快的发展。下面以实例说明螺纹数控铣削加工方法及程序编制。

3.1 零件螺纹的加工分析

如图2所示零件该零件图中共有五个螺纹特征，其中四个螺纹为4-m16，中间一个m36的螺纹孔。中间的螺纹较大，用丝攻加工比较困难，加工时切削力也比较大，用车削加工调整中心比较费时，所以该螺纹孔采用数控铣床或者加工中心进行铣削加工就比较方

便了。对于四个螺纹孔，螺纹为m16可以直接采用丝锥进行编程加工。根据对零件图纸将采取如下加工方案：

①完成工件轮廓和表面的铣削加工。

②通过铣削加工完成中间m36×3的螺纹。

③加工4-m16的螺纹。

3.2 螺纹铣削程序的编制

螺纹铣削加工所用的指令为g02/g03圆弧插补指令。螺纹铣刀进行螺纹铣削的原理是，螺纹铣刀旋转加工一周时，刀具沿着z轴方向下降一个距离，这个距离就是导程，当为单线螺纹时就是螺距。根据这个原理可以将螺纹铣削加工一个导程作为子程序，依据螺纹加工的总深度可以确定加工的圈数，从而确定调用子程序的次数。

3.2.1 单线螺纹铣削加工

根据本例图形可以选择刀具直径为16mm的单刃螺纹铣刀，该螺纹是贯通整个工件，工件的厚度为80mm，螺距为3，单线螺纹。所以可以通过调用子程序27次来完成螺纹加工。在螺纹加工前我们

先进行螺纹底孔的加工，该螺纹的底孔直径可通过公式：螺纹底孔直径=公称直径-1.0825×3计算出，直径为32.7mm。在进行螺纹加工时如图3所示，刀具从圆弧b点进入，在ob段建立刀补。圆弧导出点为a，在oa段取消刀补。

对图形分析后对螺纹加工程序进行编制：

子程序：

o0100；

g91 g02 i18.0 z-3.0 f200；（螺纹铣刀进行圆弧加工，在z方向上移动一个导程）

m99；

主程序：

o0001；

t3；（调用3号刀，16mm螺纹铣刀）

g80 g40 g69；（程序取消固定循环，刀具半径补偿，旋转指令）g54 g90 g00 x0 y0 m03 s1500；（程序初始化）

g43 z30 h03；（3号刀长度补偿）

z5.0；（快速定位到工件附近）

g01 z0 f50；（工进到工件表面）

g42 d03 g01 x-8.0 y-8.0；（刀具运动到b点，并在ob建立刀具补偿）

g02 x-18.0 y0 r10.0；（圆弧运动到起刀点）

m98 p100 l27；（调用子程序o100，调用27次）

g90 g02 x-8.0 y8.0 r10.0；（刀具以圆弧的方式运动到a点，）g40 g01 x0 y0；（刀具运动到原点并在oa段取消刀具补偿）g0 z100；（快速抬刀到z100的高度）

m05；（主轴停止）

m30；（程序结束并返回到程序前端）

%

3.2.2 多线螺纹铣削加工

多线螺纹的加工编程和单线螺纹编程格式基本一样，如图4所示的多线螺纹在进行编程时一般程序格式如下：

g17 g02 i___j___z b1 f___ ；

g17 g02 i___j___z b2 f___ ；

g17 g02 i___j___z bn f___ ；

也可以采用参数化编程如图5所示刀具轨迹，编程格式如下所示：

·

·

·

#5=#1-#3

g00 x #5；

z [#8+1]；

g01 z #8 f ；

while [#8 gt #2] do1；