在加工中心、数控铣的职业技能技能鉴定中, 大孔螺纹的加工是一项比较重要的考核项目。由于这类螺纹直径较大, 用传统的丝锥加工已明显不合适了, 现一般都采用螺纹铣削来进行加工。螺纹铣削是利用螺纹铣刀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, 通过分层加工来完成螺纹的加工方法。
目前, 这类螺纹一般都使用圆柱螺纹铣刀 (图1) 来进行加工, 这种铣刀外形和丝锥相似, 但它没有螺旋升角。但这种铣刀在我们职业学校学生实习时却不是很适合使用, 原因在于: (1) 圆柱螺纹铣刀一般用整体硬质合金材料制造, 有些还采用了涂层, 价格较昂贵, 因此成本较高, 万一学生使用不当, 发生撞刀, 那一把刀就整体报废了。 (2) 圆柱螺纹铣刀两齿间的距离是定的, 它加工出来的螺纹的螺距也是一定的, 要加工不同螺距的螺纹就只能选别的螺距的螺纹铣刀, 因此, 刀具的储备量就要增加很多了。
那么可否用另外的普通刀具来代替圆柱螺纹铣刀来使用呢。笔者经过查阅相关资料以及试验, 发现用数控车床使用的机夹式内螺纹车刀 (图2) 来加工大孔螺纹效果也不错, 且很好的解决了圆柱螺纹铣刀的不足之处:一把内螺纹车刀一百元左右, 一个刀片 (图3) 二十元左右, 且一个刀片有三个刃可以使用, 三个刃都用完了只要更换刀片就可以了, 刀杆可以重复使用。对于不同螺距的加工, 由于内螺纹车刀只有一个刀齿进行加工, 因此只要在编程时把每一次圆周运动时Z方向的移动量改变就可以实现了。进行同样尺寸左旋螺纹加工时, 只需要把程序中G2改为G3, G42改为G41即可, 变动较为简单。
1 加工实例
以加工M30X1.5螺纹为例 (图4) 。
加工M30X1.5螺纹, 可以选一把刀杆直径￠16左右的内螺纹车刀, 如刀杆太长可适当锯掉一段, 留100mm左右长度的刀杆就可以了。
机床系统:FANUC系统;工件材料:4 5#钢。
螺纹底孔直径:￠28.5;主轴转速:2000r/min。
进给量:F2000;铣削方式:逆铣。
2 加工步骤
(1) 将螺纹底孔铣削至直径￠28.5。 (2) 测出内螺纹车刀的旋转半径:在主轴上装上螺纹铣刀, 使主轴与螺纹孔中心重合, 然后启动主轴旋转。用手动方式将内螺纹车刀下降到螺纹底孔内, 沿X轴 (或Y轴) 慢慢移动, 至刀尖碰到孔壁, 记下其移动量a (图
5) 。内螺纹车刀的旋转半径R=28.5/2—a。将算出的R值作为螺纹刀的半径补偿量输入。 (内螺纹车刀旋转半径R测出后以后可直接使用)
(3) 图5。
(4) 内螺纹车刀走螺旋曲线, 绕螺纹轴线进行X、Y方向圆弧插补运动, 同时Z方向直线运动, 每绕螺纹轴线运行一周同时沿Z向移动一个螺距, 通过走若干次螺旋曲线, 完成螺纹的铣削加工。
3 螺纹铣削的编程
O0010;程序名
N10M6T1;换螺纹车刀
N20G54G90G0G43H1Z200;刀具快速移动至Z200 (调用1号刀具高度补偿)
N30S2000M3;主轴正转, 转速r/min
N40Z10M8;Z轴下降, 切削液开
N50G1Z1.5F100;Z轴以100mm/min速度下降至Z1.5处
N60G42G1X15D1;导入1号刀具补偿 (R值) , 走直线到X15
N70#1=1.5;定义变量 (深度变量)
N8 0W HIL E[#1G E-19]D O1;循环语句。当#1≤-19在N80～N110之间循环
N90G91G2I-15Z-2F200;螺旋线插补加工内螺纹
N 1 0 0#1=#1-1.5;计算变量
N110END1;循环语句结束
N120G90G1G40X0Y0;取消半径补偿, 回到螺纹孔中心
N130G0Z200M9;加工结束后回到Z200, 切削液关
N140G49Z0;取消高度补偿, Z轴快速回到Z0处
N150M30;程序结束
4 结语
用内螺纹车刀代替圆柱螺纹铣刀加工大孔螺纹是一种比较经济实用的方法, 比较适合职业学校学生实训时使用, 用一把刀就可以加工不同直径、不同螺距、不同旋向的大孔螺纹。且刀具耐用度较高, 一个刀片可加工几百个螺纹, 加工出来的螺纹中径尺寸调整也比较方便, 只要改变内螺纹车刀的半径补偿尺寸就可实现。
摘要：本文介绍了用内螺纹车刀来代替圆柱螺纹铣刀的方法, 很好的解决了圆柱螺纹铣刀的不足之处, 只要编程中使用螺旋线循环就可以加工了。文章也介绍了内螺纹车刀加工大孔螺纹的方法及编程程序。
关键词：加工中心,大孔螺纹,圆柱螺纹铣刀,内螺纹车刀,螺旋曲线
参考文献
[1] 王荣兴.加工中心培训教程.
[2] 许孔联.数控加工中心操作工.