CNC加工中心常用的三種螺紋加工方法具體分析

螺紋加工是cnc加工中心非常重要的應(yīng)用之一，螺紋的加工質(zhì)量和效率將直接影響零件的加工質(zhì)量及加工中心的生產(chǎn)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逐漸提高。為了使工藝人員能夠在加工中合理選擇螺紋加工方法，提高生產(chǎn)效率，避免質(zhì)量事故，現(xiàn)將在實際中cnc加工中心常用的幾種螺紋加工方法總結(jié)如下：

1. 絲錐加工法

1.1 絲錐加工的分類及特點

采用絲錐加工螺紋孔是最常用的加工方法，它主要適用于直徑較小(D<30)，孔位置精度要求不高的螺紋孔。

在20世紀80年代，螺紋孔均采用柔性攻絲方法，即采用柔性攻絲夾頭夾持絲錐，攻絲夾頭可做軸向補償，補償機床軸向進給與主軸轉(zhuǎn)速不同步造成的進給誤差，保證正確螺距。柔性攻絲夾頭結(jié)構(gòu)復雜，成本較高，容易損壞，加工效率較低。近年來，cnc加工中心的性能逐步提高，剛性攻絲功能成為cnc加工中心的基本配置。

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(zhuǎn)速由機床控制保持一致。

彈簧夾頭相對于柔性攻絲夾頭來說，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，用途廣泛，除夾持絲錐外，還可夾持立銑刀、鉆頭等刀具，可以降低刀具成本。同時，采用剛性攻絲，可以進行高速切削，提高加工中心使用效率，降低制造成本。

1.2 攻絲前螺紋底孔的確定

螺紋底孔的加工對于絲錐的壽命、螺紋加工的質(zhì)量等方面有較大影響。通常，螺紋底孔鉆頭直徑選擇接近螺紋底孔直徑公差的上限，

例如，M8螺紋孔的底孔直徑為Ф6.7+0.27mm，選擇鉆頭直徑為Ф6.9mm。這樣，可減少絲錐的加工余量，降低絲錐的負荷，提高絲錐的使用壽命。

1.3 絲錐的選擇

選擇絲錐時，首先，必須按照所加工的材料選擇相應(yīng)的絲錐，刀具公司根據(jù)加工材料的不同生產(chǎn)不同型號的絲錐，選擇時要特別注意。

因為絲錐相對于銑刀、鏜刀來說，對被加工材料非常敏感。例如，用加工鑄鐵的絲錐來加工鋁件，容易造成螺紋掉牙、亂扣甚至絲錐折斷，導致工件報廢。其次，應(yīng)注意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，排屑為后排屑。用通孔絲錐加工盲孔，不能保證螺紋加工深度。再者，若采用柔性攻絲夾頭，還應(yīng)注意絲錐柄部直徑及四方的寬度，應(yīng)與攻絲夾頭相同;剛性攻絲用絲錐柄部直徑應(yīng)與彈簧夾套直徑相同?？傊挥泻侠淼倪x擇絲錐，才能保證加工的順利進行。

1.4 絲錐加工的數(shù)控編程

絲錐加工的編程較為簡單?，F(xiàn)在加工中心一般都固化了攻絲子程序，只需將各個參數(shù)賦值即可。但要注意，數(shù)控系統(tǒng)不同，子程序格式不同，一些參數(shù)表示的意義是不同的。

例如，SIEMEN840C控制系統(tǒng)，它的編程格式為：G84 X_Y_R2_ R3_R4_R5_R6_R7_R8_R9_R10_R13_。編程時只需將這12個參數(shù)賦值。

2. 螺紋銑削法

2.1 螺紋銑削的特點

螺紋銑削是采用螺紋銑削刀具，加工中心三軸聯(lián)動，即X、Y軸圓弧插補，Z軸直線進給的銑削方式加工螺紋。

螺紋銑削主要用于大孔螺紋及難加工材料的螺紋孔的加工。它主要有以下特點：

⑴ 加工速度快，效率高，加工精度高。刀具材料一般為硬質(zhì)合金材料，走刀速度快。刀具的制造精度高，因此銑削的螺紋精度高。

⑵ 銑削刀具適用范圍大。只要是螺距相同，無論是左旋螺紋還是右旋螺紋，均可使用一把刀具，有利于降低刀具成本。

⑶ 銑削加工易于排屑、冷卻，相對絲錐來講切削情況較好，特別適用于鋁、銅、不銹鋼等難加工材料的螺紋加工，尤其適合大型零部件及貴重材料的零部件的螺紋加工，能夠保證螺紋加工質(zhì)量和工件的安全。

⑷ 因沒有刀具前端引導，適用于加工螺紋底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

螺紋銑削刀具可分為兩種，一種是機夾式硬質(zhì)合金刀片銑刀，另一種是整體式硬質(zhì)合金銑刀。機夾式刀具適用范圍廣，既可加工螺紋深度小于刀片長度的孔，也可加工螺紋深度大于刀片長度的孔。整體式硬質(zhì)合金銑刀一般用于加工螺紋深度小于刀具長度的孔。

2.3 螺紋銑削的數(shù)控編程

螺紋銑削刀具的編程與其它刀具的編程不同，如果加工程序編制錯誤，易造成刀具損壞或螺紋加工錯誤。編制時應(yīng)注意以下幾點：

⑴ 首先應(yīng)將螺紋底孔加工好，對小直徑孔用鉆頭加工，對較大的孔應(yīng)采用鏜削加工，保證螺紋底孔的精度。

⑵ 刀具切入切出時應(yīng)采用圓弧軌跡，通常為1/2圈進行切入或切出，同時Z軸方向應(yīng)行進1/2螺距，以保證螺紋形狀。刀具半徑補償值應(yīng)在此時帶入。

⑶ X、Y軸圓弧插補一周，主軸沿Z軸方向應(yīng)行進一個螺距，否則，會造成螺紋亂扣。

⑷ 具體舉例程序：螺紋銑刀直徑為Φ16，螺紋孔為M48×1.5，螺紋孔深度為14。

加工程序如下：

(螺紋底孔程序略，該孔應(yīng)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

G01 G41 X-16 Y0 F2000 移至進刀位置，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 切削整個螺紋

G03 X-16 Y0 Z0.75 I-20 J0 F500 切出時采用1/2圈圓弧切出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

箱體類零件上有時也能遇到大螺紋孔，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。

在鏜刀桿上安裝螺紋車刀，進行鏜削螺紋。

公司曾經(jīng)加工一批零件，螺紋是M52x1.5，位置度是0.1mm(見圖1)，因為位置度要求較高，螺紋孔較大，無法使用絲錐進行加工，且沒有螺紋銑刀，經(jīng)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 主軸啟動后，應(yīng)有延時時間，保證主軸達到額定轉(zhuǎn)速。

⑵ 退刀時，如果是手磨的螺紋刀具，由于刀具不能刃磨對稱，不能采用反轉(zhuǎn)退刀，必須采用主軸定向，刀具徑向移動，然后退刀。

⑶ 刀桿的制造必須精確，尤其是刀槽位置必須保持一致。如不一致，不能采用多刀桿加工。否則就會造成亂扣。

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，表面粗糙度差，至少應(yīng)分兩刀。

⑸ 加工效率低，只適用于單件小批、特殊螺距螺紋和沒有相應(yīng)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(zhuǎn)速

N25 G33 Z-50 K1.5 挑扣

N30 M19 主軸定向

N35 G0 X-2 讓刀

N40 G0 Z15 退刀