子程序在螺紋銑削中的應(yīng)用
2018-3-2 來源：總后勤部建筑工程研究所 作者：張力 張少飛
摘要：本文就數(shù)控加工中心的螺紋銑削進(jìn)行了系統(tǒng)地總結(jié)。程序簡單易懂、套用方便。
1. 單齒和多齒螺紋銑刀加工螺紋
銑削螺紋的刀具叫螺紋銑刀，根據(jù)刀具工作部分的形狀，它一般分單齒螺紋銑刀和多齒螺紋銑刀。只要直徑合適，多齒螺紋銑刀既可以銑削和它螺距相同的內(nèi)、外螺紋，也可以銑削左、右旋方向不同的螺紋；而單齒螺紋銑刀，則不受螺距和螺紋大小的局限，也就是說理論上它可以銑削比自身直徑大的任何內(nèi)、外和左、右旋向的螺紋。但實(shí)際上無論單齒螺紋銑刀還是多齒螺紋銑刀，都盡量要選擇比銑削的螺紋孔徑大些的，這樣的刀具有利于加工時(shí)的弧線進(jìn)刀和退刀，道理和孔的銑削一樣。
螺紋銑刀還分為整體合金磨成和裝刀片回轉(zhuǎn)式兩種，它們各有各的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。實(shí)際使用時(shí)，可以根據(jù)零件的批量大小、材質(zhì)、孔的形狀大小以及圖樣中對(duì)零件螺紋表面質(zhì)量的要求進(jìn)行選擇。一般來說多齒的螺絲銑刀效率高，加工的螺紋表面粗糙度稍微好些；而單齒的螺紋銑刀有通用性好、投入成本低等特點(diǎn)。
2. 螺紋銑削的原理
螺紋銑刀銑削螺紋是建立在螺旋式下刀方法基礎(chǔ)上的加工方式，設(shè)備必須是有三軸聯(lián)動(dòng)功能的數(shù)控銑床。銑螺紋的原理為螺紋銑刀每繞孔或軸銑一周，刀具在Z軸方向上同時(shí)運(yùn)動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程（即一般所說的一個(gè)螺距P）。
3. 銑削螺紋前的注意事項(xiàng)
（1）批量大的零件，優(yōu)先考慮選多齒螺紋銑刀，最好是適合所加工零件材質(zhì)的、裝刀片的多齒螺紋銑刀，這樣效率高、互換性好。
（2）銑刀直徑最好選比被加工螺紋孔徑小5mm以上的，這樣加工時(shí)，有利于安全進(jìn)刀和退刀。
（3）盡量提前模擬空試調(diào)程序，由于螺紋刀具一般比較昂貴，所以一定要小心。
（4）螺紋銑刀的刀具長度和直徑一定要測(cè)量準(zhǔn)確，記入刀補(bǔ)里。這樣一旦螺紋加工一半刀具損壞時(shí)，只要重新?lián)Q成相同規(guī)格的刀具，再次測(cè)量準(zhǔn)確刀具長度和直徑，重新記入刀補(bǔ)里，就可以重新從頭銑削加工了一半的螺紋，一般不會(huì)亂牙。
（5）螺紋銑刀銑出來的螺紋，用螺紋規(guī)或者和它相配合的螺塞、螺栓來檢驗(yàn)是否合格。螺紋的松緊可以通過調(diào)整刀具表里的半徑補(bǔ)償很容易地實(shí)現(xiàn)。
（6）為了提高銑削螺紋的效率，多齒螺紋銑刀一般從孔上方Z向快進(jìn)到孔表面以下2個(gè)螺距以上，才開始側(cè)向螺旋進(jìn)刀，具體要看零件材質(zhì)和硬度以及刀具的剛性表現(xiàn)。
4. 用固定的子程序樣式，通過循環(huán)調(diào)用加工
利用OKUMA數(shù)控系統(tǒng)自己編了一個(gè)在該系統(tǒng)加工中心上通用的銑削螺紋的子程序，稱其為“螺紋傻瓜程序”，已經(jīng)使用了好幾年，經(jīng)過實(shí)際檢驗(yàn)和多次完善，在該系統(tǒng)的數(shù)控銑床和加工中心上可以放心使用。子程序格式和內(nèi)容如下：
以上為子程序（O15）。現(xiàn)在解釋一下程序中出現(xiàn)的幾個(gè)變量，為便于理解以銑削M65×2、深度11mm的螺紋孔為例，講解子程序調(diào)用。
圖 1 所 示 為 M 6 5 × 2 的 螺紋 孔 ，φ 6 5 m m 為 螺 紋 大 徑 ，φ 63mm為螺紋底孔，此螺紋孔螺距為P=2mm，零件材質(zhì)為鋁合金。選擇回轉(zhuǎn)直徑為21mm的10齒刀片式的矩形螺紋銑刀，螺距為2mm，可知刀片可同時(shí)參加工作的切削刃長為20mm。圖2所示為圖1的編程示意圖，用這個(gè)圖來分析子程序的語句。
現(xiàn)在就以上程序解釋幾點(diǎn)：
（1）在OKUMA系統(tǒng)中，變量符號(hào)為VC，VC1表示變量1，和FUNAC等數(shù)控系統(tǒng)稍微有點(diǎn)不同，但僅僅是表示方法不一樣，道理一樣。
（2）N600 VC1=－8 表示刀尖不是從外部開始螺旋下刀的，考慮到零件材質(zhì)為鋁合金，刀片有效尺寸為20mm，長切削刃，所以從孔內(nèi)8m m深開始螺旋下刀，等于螺紋銑刀初次是4個(gè)刃開始同時(shí)切削工作，如果刀具選擇合適，甚至可以考慮下刀再深些，刀具螺旋進(jìn)給旋轉(zhuǎn)一圈就可以完成螺紋的加工。
（ 3 ） N 6 0 0 V C 3 = V C 1 －0.468，表示圖2中刀具從A1點(diǎn)弧線切入到水平B點(diǎn)時(shí)Z坐標(biāo)的值。切記，此處一般很容易理解成V C1－0.5，實(shí)際上是小于2/4=0.5（ 其 中 2 實(shí) 際 表 示 螺 距 ） 。 只要 求 出 或 作 圖 得 出 O A 1 與 Y 軸夾角，這里夾角是θ =5.81°，0.5×5.81/90=0.468。所以當(dāng)孔大小不同或者A1點(diǎn)坐標(biāo)位置不同時(shí)，主程序和子程序中表示此值的部分都要重新計(jì)算，然后重新輸入。
（4）N800 VC4=23，把螺紋銑刀的半徑輸入到偏置參數(shù)H23中，實(shí)際使用時(shí)自己可以根據(jù)情況更改此值，只要和刀補(bǔ)號(hào)碼一致就可以了。
（5）N900 VC10=240，這個(gè)也可以根據(jù)螺栓的表面粗糙度和刀具的剛性來適當(dāng)?shù)卦鰷p，當(dāng)然它和主軸轉(zhuǎn)速也有正比關(guān)系。
（6）VC11和VC12分別應(yīng)該賦予要加工螺紋孔的X、Y坐標(biāo)值，有正負(fù)之分。
（7）N1200 VC13=65/2，這里一定要輸入螺紋大徑的一半。
（8）子程序中N1段，表示刀具從孔中心點(diǎn)工進(jìn)移動(dòng)到A1點(diǎn)，同時(shí)帶上刀具偏置，此處數(shù)值為3，可以通過觀察圖2理解，它等于螺距加1，當(dāng)螺距不同時(shí)，這個(gè)值可不同（這個(gè)點(diǎn)設(shè)
在螺紋孔內(nèi)部即可）A1點(diǎn)的X和Y的坐標(biāo)值就是X=V C11+3、Y=VC12+VC13－3。
（9）子程序中N2段，表示刀具從A1點(diǎn)順時(shí)針以弧線切入到螺紋水平點(diǎn)B。
（10）子程序中N3段，表示刀具從B點(diǎn)順時(shí)針銑一圈同時(shí)坐標(biāo)下降1個(gè)螺距值，此處為2，用增量G91編程。
（11）子程序中N4段，表示刀具此時(shí)的Z坐標(biāo)值。
（12）子程序中N5段，表示邏輯判斷，當(dāng)Z坐標(biāo)值未到最終下刀位置時(shí)繼續(xù)循環(huán)加工螺紋，直到刀尖到達(dá)的位置不低于主程序設(shè)定的VC2=－11.5值。
（13）子程序中N6段，表示刀尖Z坐標(biāo)達(dá)到設(shè)定值后刀具以弧線退出螺紋表面，即從B點(diǎn)移動(dòng)到A2點(diǎn)同時(shí)Z坐標(biāo)再次切入0.468mm。
（14）子程序中N7段，表示去掉刀偏刀具移動(dòng)到螺紋孔中心。
（15）子程序中N8段，表示刀具快速移出孔，抬到安全位置準(zhǔn)備下個(gè)孔的加工。
通過以上較為詳細(xì)的例子，不難理解螺紋銑削的整個(gè)過程。那么下面再舉個(gè)相對(duì)比較復(fù)雜和實(shí)用的加工案例。有了子程序后，編起來就簡單多了。零件名稱為閥體，零件材質(zhì)為鑄鋼，螺紋銑刀為多齒刀片式，螺紋銑刀直徑為φ15mm，螺距P=1.5mm。
機(jī)床工作臺(tái)上擺放了6個(gè)零件，6個(gè)位置是這個(gè)零件不同的6 個(gè)面。前面鉆孔鏜孔和倒角的程序省略掉，僅摘出螺紋加工的部分，全盤考慮各方因素，在6個(gè)零件的每個(gè)位置建立了一個(gè)獨(dú)立的坐標(biāo)系，如圖4中H1 H6所示，圖中要銑削螺紋的是M22和M27，螺距均為P=1.5mm。
以上鉆鏜孔程序略，銑螺紋孔程序掃描如圖5所示的二維碼可查看。
所有子程序和主程序至此結(jié)束。可以看出，程序中銑削了M22×1.5和M27×1.5兩種不同的螺紋尺寸，它們分布在不同的坐標(biāo)系中，在零件不同位置上，螺紋深度也不相同，但是有了專門銑削螺紋的兩個(gè)子程序后，主程序則變得簡單明了，極易發(fā)現(xiàn)問題和更改參數(shù)值，雖然是一把螺紋銑刀通過一個(gè)刀具半徑補(bǔ)償來銑削很多螺紋孔，但對(duì)個(gè)別孔
松、緊的特殊要求也能通過參數(shù)“VC13”單獨(dú)實(shí)現(xiàn)。
5. 結(jié)語
數(shù)控系統(tǒng)眾多，但其實(shí)都可以參照?qǐng)D2的切削路線，通過不同的系統(tǒng)變量的表達(dá)方式和應(yīng)用計(jì)算，可得到需要的銑削螺紋程序。
投稿箱：
如果您有機(jī)床行業(yè)、企業(yè)相關(guān)新聞稿件發(fā)表，或進(jìn)行資訊合作，歡迎聯(lián)系本網(wǎng)編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
如果您有機(jī)床行業(yè)、企業(yè)相關(guān)新聞稿件發(fā)表，或進(jìn)行資訊合作，歡迎聯(lián)系本網(wǎng)編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
更多相關(guān)信息
業(yè)界視點(diǎn)
| 更多
行業(yè)數(shù)據(jù)
| 更多
- 2025年1月 新能源汽車銷量情況
- 2024年12月 新能源汽車產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2024年12月 基本型乘用車（轎車）產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2024年12月 軸承出口情況
- 2024年12月 分地區(qū)金屬切削機(jī)床產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2024年12月 金屬切削機(jī)床產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2024年11月 金屬切削機(jī)床產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2024年11月 分地區(qū)金屬切削機(jī)床產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2024年11月 軸承出口情況
- 2024年11月 基本型乘用車（轎車）產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2024年11月 新能源汽車產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2024年11月 新能源汽車銷量情況
- 2024年10月 新能源汽車產(chǎn)量數(shù)據(jù)
博文選萃
| 更多
- 機(jī)械加工過程圖示
- 判斷一臺(tái)加工中心精度的幾種辦法
- 中走絲線切割機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)
- 國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床何去何從？
- 中國的技術(shù)工人都去哪里了？
- 機(jī)械老板做了十多年，為何還是小作坊？
- 機(jī)械行業(yè)最新自殺性營銷，害人害己！不倒閉才
- 制造業(yè)大逃亡
- 智能時(shí)代，少談點(diǎn)智造，多談點(diǎn)制造
- 現(xiàn)實(shí)面前，國人沉默。制造業(yè)的騰飛，要從機(jī)床
- 一文搞懂?dāng)?shù)控車床加工刀具補(bǔ)償功能
- 車床鉆孔攻螺紋加工方法及工裝設(shè)計(jì)
- 傳統(tǒng)鉆削與螺旋銑孔加工工藝的區(qū)別