
螺(luó)紋加工是cnc加工中(zhōng)心非常重要的(de)應用之(zhī)一,螺紋的加工質量和效率將直接影響零件的加工質量及加工中心的生產效率。
隨著cnc加工中心性能的提高及切削刀具的改進,螺紋加工的方法也在不斷改進,螺紋加工的精度和效率也在(zài)逐漸提高。為了使工藝人員(yuán)能(néng)夠在加工中合(hé)理選擇螺紋加工方法,提高生(shēng)產效率,避免質量(liàng)事故,現將(jiāng)在實(shí)際中cnc加工中心常(cháng)用的(de)幾種(zhǒng)螺紋(wén)加(jiā)工方法(fǎ)總結(jié)如下:
1. 絲錐加工法
1.1 絲錐加工(gōng)的分類(lèi)及(jí)特點(diǎn)
采用絲錐加工螺紋孔(kǒng)是(shì)最常(cháng)用的加工方法,它主要適用於直徑較小(D<30),孔位置精(jīng)度要求不高的(de)螺紋孔。
在20世紀80年代,螺紋孔(kǒng)均采用柔性攻(gōng)絲方法(fǎ),即采用柔性(xìng)攻絲夾頭夾持絲錐,攻(gōng)絲夾頭可做軸向補償,補(bǔ)償機床軸向進給與主軸轉速不同步造(zào)成的進(jìn)給誤差,保證正確螺距。柔性攻絲夾頭結構複雜,成本較高,容易損壞,加工效率較低(dī)。近年(nián)來,cnc加工中心的性能逐(zhú)步提高,剛性攻絲功能成為cnc加工中心(xīn)的基本配置。
因此,剛性攻絲成為目前螺紋加工的主要方法。
即用剛性彈簧夾頭夾持絲錐,主軸進給與主軸轉速由機床控製保持一(yī)致。
彈簧夾頭相對於柔性(xìng)攻絲夾頭來說,結構簡單,價格便宜,用途廣泛,除夾持絲錐外,還可夾持立銑刀、鑽頭等(děng)刀具,可以降低刀具成本。同(tóng)時,采用剛性攻絲,可以進行高速切削,提高加工中(zhōng)心使用效率,降低製造成本。
1.2 攻絲前螺紋底(dǐ)孔的(de)確定
螺紋底孔的加工對於絲錐(zhuī)的壽命、螺紋加工的質量等方麵有較大影響。通常,螺紋底孔鑽頭(tóu)直徑選擇接(jiē)近螺紋底孔直徑公差的上限,
例如,M8螺紋孔的底孔(kǒng)直徑為Ф6.7+0.27mm,選擇(zé)鑽頭直徑為Ф6.9mm。這樣,可減少絲錐的加工餘量,降低絲錐的負荷,提高絲錐的(de)使用壽命。
1.3 絲錐的選(xuǎn)擇
選擇(zé)絲(sī)錐時,首先,必須按照所加工的材料選擇相應的絲錐,刀具公司根據加工材料的不同生產不同型號的絲錐,選擇時要特別注意。
因為絲錐相對於銑刀、鏜刀來說,對被加工材料非常敏感。例如,用加工(gōng)鑄鐵的絲錐(zhuī)來加工鋁件,容易造成螺紋掉牙、亂扣甚至絲錐折(shé)斷,導致工件報廢。其次,應(yīng)注意(yì)通孔絲錐與盲孔絲錐的區(qū)別,通孔絲錐前端引導較長,排屑為前排屑。盲孔前端引導較短,排屑為後排屑。用通孔絲錐加工盲孔,不能保證螺紋加工深度。再(zài)者,若采用柔性攻絲夾頭,還應注意絲錐柄部(bù)直徑及四方的寬度,應與攻絲夾頭(tóu)相同;剛性攻(gōng)絲(sī)用絲錐柄(bǐng)部直徑應與彈簧夾套(tào)直徑相同。總之,隻(zhī)有合理的選擇(zé)絲錐,才能保證加工的順利進行。
1.4 絲錐加工的數控編程
絲錐加工的編程較為簡單。現在加工中(zhōng)心一般都固化了攻絲子程序,隻需將各個參數賦值即(jí)可(kě)。但要注(zhù)意,數控係統不同,子程序格式不同,一些參數表示的意義是(shì)不同的。
例如:SIEMEN840C控製係統,
它的編程格(gé)式為:G84 X_Y_R2_ R3_R4_R5_R6_R7_R8_R9_R10_R13_。
編程時隻需將這12個參數賦值。
2. 螺紋銑削法(fǎ)
2.1 螺紋銑削的特點
螺紋銑削是采用(yòng)螺紋(wén)銑削刀具,加工中心三軸聯動,即X、Y軸圓弧插補(bǔ),Z軸直線進(jìn)給的(de)銑削方式加工螺紋。
螺紋銑削主要用於大孔螺紋及難加工材(cái)料的螺紋孔的(de)加工。它主要(yào)有以下特點:
⑴ 加(jiā)工速度快,效率高,加工精度高。刀具材料一般為硬質合金材(cái)料(liào),走刀速度快。刀(dāo)具的製造精度高,因此銑削(xuē)的螺紋精度高。
⑵ 銑削刀具適用範圍大。隻要是螺距相同,無論是(shì)左旋螺紋還是右旋螺紋,均可使用一把刀具,有利於降低刀具成(chéng)本。
⑶ 銑(xǐ)削加工易於排屑、冷卻,相對絲錐來(lái)講切削(xuē)情況較好,特別適用於鋁、銅、不鏽(xiù)鋼(gāng)等難(nán)加工材料的螺紋(wén)加工,尤其適合大型零部件及貴重材料的零部件的螺紋加工,能夠保(bǎo)證螺紋加工質量和工件(jiàn)的安全。
⑷ 因沒有刀(dāo)具前端引導,適用於加工螺紋底(dǐ)孔較短的盲孔及沒有退刀槽的孔。
2.2 螺紋銑削刀具的分類
螺紋銑削(xuē)刀具可分為兩種,一種是(shì)機夾(jiá)式硬質(zhì)合金刀片銑刀,另一種是整體式硬質合金銑刀。機夾式刀具適用範圍廣,既可加工螺紋深度(dù)小於刀片長度的孔,也可加工螺紋深度大於刀(dāo)片長度的孔。整體式硬質合金銑(xǐ)刀一般用於加工螺紋深度小於刀具長度的孔。
2.3 螺(luó)紋銑(xǐ)削的數控編程
螺紋銑削(xuē)刀具(jù)的編程與其它刀具的編程不同,如果加工程序編製錯誤,易造成刀具損壞或螺紋加工錯誤。編製時應注意以下幾點:
⑴ 首先應將螺紋底孔加工好,對小直徑孔用鑽頭加工,對較大的孔應采用鏜削加工,保證螺(luó)紋底孔的精(jīng)度(dù)。
⑵ 刀具切入切出時應采(cǎi)用圓弧軌跡,通常為1/2圈進行切(qiē)入或切出,同(tóng)時Z軸方向應行進(jìn)1/2螺距(jù),以保(bǎo)證螺紋形狀。刀具半徑補償值應在此時帶(dài)入。
⑶ X、Y軸圓(yuán)弧插補一周,主軸沿Z軸(zhóu)方(fāng)向應行進一個螺距,否則,會造成螺紋(wén)亂扣。
⑷ 具體舉例(lì)程序:螺紋銑刀直徑為Φ16,螺紋孔為M48×1.5,螺紋(wén)孔深度為14。
加工程序如(rú)下:
(螺紋底孔程序略,該孔應采取鏜削底孔)
G0 G90 G54 X0 Y0
G0 Z10 M3 S1400 M8
G0 Z-14.75 進刀至螺紋最深處(chù)
G01 G41 X-16 Y0 F2000 移至(zhì)進刀位置,加入半徑補償
G03 X24 Y0 Z-14 I20 J0 F500 切入時采用1/2圈圓弧切入
G03 X24 Y0 Z0 I-24 J0 F400 切削(xuē)整個螺紋
G03 X-16 Y0 Z0.75 I-20 J0 F500 切出時采用1/2圈圓弧(hú)切出G01 G40 X0 Y0 回至中心,取消半徑補償
G0 Z100
M30
3. 挑扣法
3.1 挑扣法的特點
箱體類零件(jiàn)上有時也能遇(yù)到大螺紋孔,在沒有絲錐和螺紋銑刀的情況下,可采用類似車床挑扣的方法。
在鏜刀杆上安裝螺紋車刀,進行(háng)鏜削螺紋。
公司曾經加(jiā)工一(yī)批零件(jiàn),螺紋(wén)是M52x1.5,位置度是0.1mm(見圖1),因為位(wèi)置度要求較高,螺紋孔較大,無(wú)法使(shǐ)用絲錐進行加工,且(qiě)沒有螺紋銑刀,經過試驗,采用挑扣方法保證了加工要求。
3.2 挑扣法的注意事項
⑴ 主軸啟動後,應有延時時間,保證主軸達到額定轉速。
⑵ 退刀時,如果是手磨的螺紋刀具,由於(yú)刀具不能刃磨對稱(chēng),不能采用反轉退刀,必須采用主軸定向,刀具徑(jìng)向移動,然後退刀。
⑶ 刀杆的製造必須精確,尤其是刀(dāo)槽位置必須保持一致。如不一(yī)致,不能采用(yòng)多刀杆加工。否則就會造成亂扣(kòu)。
⑷ 即使是很細的扣,挑扣時也不能一刀挑成,否則會造成掉牙,表(biǎo)麵粗糙度差,至(zhì)少應分兩刀。
⑸ 加工效率低,隻適用於單件小批、特殊螺距螺紋和沒有相應刀具的情況。
3.3 具體舉例程序
N5 G90 G54 G0 X0 Y0
N10 Z15
N15 S100 M3 M8
N20 G04 X5 延時,使主軸達到額定轉速
N25 G33 Z-50 K1.5 挑扣
N30 M19 主軸定向
N35 G0 X-2 讓(ràng)刀
N40 G0 Z15 退刀
