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

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。

标签：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___ ；