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    加工中心上螺紋加工方法的實質性研究


           摘要:本文主要介紹加工中心實際加工中常用的螺紋加工方法,分別是絲錐加工方法和螺紋銑削法。本文分別對這兩種方法進行介紹、分析和適用加工范圍,本文同時對螺紋銑削的加工程序進行介紹、總結。通過選擇合適的加工方法、螺紋加工工具,提高螺紋的加工質量和效率,提高加工中心的使用效率。

           關鍵詞:螺紋絲錐加工 ; 螺紋銑削加工 ; 加工中心

           1、引言
           
           螺紋加工是加工中心非常重要的應用之一,螺紋的加工質量和效率將直接影響零件的加工質量和效率。本文通過總結實際加工中常用的螺紋加工方法,對螺紋加工刀具的選擇、數控編程方法及注意事項進行了分析和說明,便于操作者選擇合適的螺紋加工方法,提高加工中心的使用效率。

           2、絲錐加工法

           2.1 柔性攻絲和剛性攻絲對比
           
           在加工中心加工中,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?。ㄖ睆缴儆?D30),孔位置精度要求不高的螺紋孔。采用絲錐加工螺紋孔,有柔性攻絲和剛性攻絲兩種方法?,F分別對兩種攻絲方式進行介紹對比:

           柔性攻絲,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速不同步造成的進給誤差,保證正確螺距。柔性攻絲夾頭結構復雜,成本較高,容易損壞,加工效率較低。剛性攻絲,即采用剛性彈簧夾頭夾持絲錐,主軸進給與主軸轉速有機床保持一致,彈簧夾頭相對于柔性攻絲夾頭,結構簡單,價格便宜,用途廣泛,可與夾持鉆頭刀柄通用,可以降低刀具成本。同時,采用剛性攻絲,可以進行高速切削,提高加工效率,降低制作成本。
           
           近年來,加工中心的性能逐步提高,剛性攻絲功能成為加工中心的基本配置,機床可以保證主軸進給與主軸轉速保持一致。因此,剛性攻絲成為目前螺紋加工的主要方法。

           2.2 絲錐的選擇和螺紋底孔的加工

           選擇絲錐,首先按照加工材料選擇相應的絲錐,刀具公司根據加工材料的不同,會有相應型號的絲錐,選擇時注意工件的材料。其次,應注意通孔絲錐與盲孔絲錐的區別,通孔絲錐前端導向較長,排屑為前排屑。盲孔絲錐前端引導較短,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。

           螺紋底孔的加工對于絲錐的壽命、螺紋加工的質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??梢詼p少絲錐加工余量,降低絲錐負荷,提高絲錐的使用壽命。

           3、螺紋銑削法

           3.1 螺紋銑削特點
           
           螺紋銑削是采用螺紋銑刀,使用 G02、G03 指令進行螺紋線插補,即加工中心三軸聯動,X、Y 圓弧插補,Z 軸直線進給的銑削加工螺紋。銑削螺紋相對絲錐易于排屑、冷卻,可以避免使用絲錐過程中易于出現掉牙、亂牙等質量問題。同時螺紋直徑大于30時,采用絲錐進行加工,機床主軸功率不能滿足加工要求。采用鉆床攻絲,螺紋加工效率低,工人勞動強度大。采用螺紋銑削加工,具有螺紋銑刀線速度高。受力小、排屑好,螺紋加工精度高,表面粗糙度值小等優點。

           3.2 螺紋銑削加工原理

           3.2.1 螺紋銑削宏程序加工

           在氣缸蓋加工過程中,側面有多個悶塞孔,以前都采用鉆床絲錐攻絲,加工效率低,工人勞動強度大,且經常出現掉牙等質量問題,且絲錐磨損較快。為提高螺紋的加工質量,降低工人勞動強度,降低加工成本。我們采用新型刀具多齒螺紋銑刀,采用臥式加工中心進行加工?,F我們對 G1-1/4 管螺紋進行實驗(螺紋大徑 41.91,小徑38.952,螺距 2.309)。

           臥式加工中心采用法拿克系統,沒有固定的循環程序,首先我們采用宏程序編程,進行加工試驗。參考程序如下:

           G00 G90;
           G43 H10 Z100 M03 S800 F80;( 安全平面,主軸正轉 )
           #101=4.618;(變量賦值)
           Z5;
           G01 G91 G42 D10 X20.955 F200;(進刀平面)
           N100 G90 G02 I-20.955 Z#101;(螺紋銑刀螺旋線插補)
           #101=#101-2.309;(Z 深度變量遞減)
           IF[#101GE-27. 708] GOTO 100;(Z 深度變量與螺紋深度比較)
           G01 G91 G40 X-20.955 F30;(退刀點)
           G00 G90 G49 Z600 M05;(退刀平面)
           M99;(子程序結束)

           試切后,通過用螺紋止規、通規檢驗,螺紋符合加工要求,且表面粗糙度比以前有顯著提高。根據實際試切情況,此加工程序加工效率低,相當于單齒螺紋銑刀加工,為提高加工效率,對加工程序進行優化。

           3.2.2 螺紋銑削多齒銑削程序

           根據實際測量多齒螺紋銑刀的有效長度大于螺紋孔加工的螺紋長度,設定刀具的運行軌跡如下:螺紋銑刀切入 1/4 圓弧,Z 軸方向,刀具運行 1/4 螺距;螺紋銑刀正式加工 1 周,刀具在 Z 軸方向運行 1個螺距;螺紋銑刀退刀時,運行 1/4 圓弧,Z 軸方向刀具運行 1/4 螺距。此方法保證多刃螺紋銑刀上每個有效刀齒同時參與切削,從而快速的完成整個螺紋的加工。以 G1-1/4 螺紋為例,參考程序如下:

           N50 T2 M06;( 銑螺紋 )    N60 G43 H58 Z5 M3 S2000;
           N70 G91 G1Z-25.577 F100;    N80 G91 G1 G41 D58 X0 Y-19.1 F200;
           N90 G3 X21.15 Y19.1 Z0.577 R19.2;    N100 G3 X0 Y0 Z2.309 I-21.15;
           N110 G3 X-21.15 Y19.1 Z0.577 R19.2;    N120 G0 G40 X0 Y-19.1;
           N130 G90 G0 Z100 M5;N140 M99;
           
           試切后,通過用螺紋止規、通規檢驗,螺紋符合加工要求,此種程序加工螺紋的效率明顯比宏程序加工螺紋的效率高,且螺紋精度和表面粗糙度比絲錐加工有顯著提高。

           4、結語

           本文介紹加工中心通用的螺紋加工方法,分別對絲錐法和螺紋銑削法進行介紹,對螺紋合適的加工方法進行分析、總結。只有選擇正確的螺紋加工方法和螺紋切削刀具,才能提高螺紋的加工效率,提高螺紋的加工質量。
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