摘 要: 随着科学技术的持续不断的发展,数控技术的应用不断延伸,螺纹铣削作为一种新型加工工艺,相比于传统螺纹加工,在加工精度、加工效率方面具有极大的优势,它是使用三轴数字控制机床来加工的,具有加工效率高、螺纹质量好、刀具通用性好和加工安全性好等诸多优点。本文从具体实例出发,分析螺纹铣削加工的工艺分析及手工编程方法。
传统的螺纹加工主要是采用丝锥、板牙套或者螺纹车刀等工具来加工,对操作者水平要求比较高,并且效率不高。随着数字控制机床的日渐普及,螺纹铣削加工技术在机械制造业中的应用愈来愈普遍。它主要有以下几个优点:
1.表面质量高。螺纹铣削的过程中,背吃刀量小,主轴转速高,很高的切削速度,较小的切削力使切屑面很光滑;细碎的切屑能被切削液轻松地冲出工件不会划伤已加工表面。能够得到很高的表面上的质量。根据不同进给量、不同转速等铣削参数,也可以人为控制表面质量。
2.加工效率高。传统螺纹加工有丝锥、板牙、车削等方式。在机器底座车削的螺纹受实际生产制约较大,无论是大口径的螺纹,还是细长轴上的螺纹,车削都很难实现很好的加工。丝锥在攻丝的过程中,由于受应力大,速度较低,而且必须反向退刀,大幅度的降低生产效率。至于板牙,生产效率更低,而且浪费人力物力。借助三轴数字控制机床铣削螺纹,它的加工线M/MIN,而且不受材料的影响,同一把螺纹铣刀可以加工不同旋向的内外螺纹。
3.尺寸精度易保证。对于螺纹精度要求比较高的工件,由于螺纹铣刀是靠螺旋插补保证精度的,只需要调整程序就能够得到所需要的螺纹精度。对于一件需要加工的螺纹,可以一次加工完成,但是为了更好地控制尺寸精度,可以分级修改刀具补偿值,直至达到零件尺寸要求。
4.加工范围广,成本低。同一把螺纹铣刀,可以加工左旋螺纹,也可以加工右旋螺纹,可以加工内螺纹,也可以加工外螺纹。采用丝锥板牙攻丝,对于不同直径的相同螺距螺纹,则需要相应直径大小的丝锥板牙。螺纹铣削受力小,刀具材料好,在使用中刀具磨损小,这样对于同一把刀,可以大批量生产,使用成本低。
1.机夹式铣刀易于制造,价格较低,有的螺纹刀片能可双面铣削,单抗冲击性能较整体螺纹铣刀较差。因此,该刀具常推荐用于加工铝合金材料。机夹式铣刀可大致分为单齿机夹和多齿机夹螺纹铣刀。
(1)单齿机夹:结构像内螺纹车刀。刀片与车刀通用。仅有一个螺纹加工齿,刀具每螺旋运动一周只能加工一齿,相应的在Z轴方向下降一个螺距。效率相对于多齿机夹螺纹铣刀较低。
(2)多齿机夹:刀刃上有多个螺纹加工齿。刀具螺旋运动一周,在Z轴下降相应齿数的螺距便可以加工出多个螺纹齿,加工效率高。刀片更换方便且价可低廉。
2.整体式:刀刃上也有多个螺纹加工齿,是一种固定螺距螺纹铣刀。刀具由整体硬质合金制成,刚性好,能有较高的切削速度和进给速度,加工范围很广。结构紧密相连,能加工中小直径的内螺纹,但其价较贵,对于校方学习、培训,中小企业使用较少。
对于目前常见的螺纹加工,应根据孔径或直径的大小,选择相应的刀具。正常的情况下,直径在M6mm以下的螺纹,在机床上完成基孔加工再通过丝锥攻螺纹;直径在M6―20mm之间的螺纹,一般会用整体式螺纹铁刀攻螺纹的方法加工;直径在M20mm以上的螺纹,可采用机夹可转位螺纹铁刀直接进行铣削。
加工螺纹前,先要确定螺纹的加工方向,要区分右旋螺纹和左旋螺纹,其铣削螺纹的方式是不同的。螺纹铣削开始进刀时采用切向的切入和切出,并且保证刀旋转一周就可以完成螺纹加工,选用的刀片宽度要大于被加工的螺纹长度。
1.在确保一次性加工完成的情况下,刀具伸出长度不宜过长,造成刀具刚性不足,产生振动,甚至刀具损坏。
3.在铣削螺纹之前,要将螺纹底孔加工好,一般对于小孔径采用钻头加工,而大孔径采用立铣刀铣削或镗刀镗孔。
4.在铣削螺纹过程中,刀具沿X.Y轴作一个圆周插补时,刀具在Z方向下降一个螺距(P)(对于梳刀下降n*P,n为梳刀齿数)。
加工准备:根据通用工艺方法,确定内外螺纹的铣削方法,并根据加工方法准备工量具,编制程序。
说明:在用螺纹铣刀铣削螺纹之前,要先完成螺纹底孔的加工,继而进行螺纹加工。单齿螺纹铣刀的螺纹加工原理是:刀具每固定旋转一周,在Z轴负方向上下降一个螺距。
(1)确认底孔加工完成,并用 ?蘩 32倒角钻倒C1.5mm的角以后,选择 ?蘩 14mm的单刃螺纹铣刀铣削,转速S=1200r/min,F=120mm/min。
(2)选择9齿螺纹梳刀(T03)铣削螺纹,主轴转速S=1200r/min,F=120mm/min,这种加工效率非常高,加工时间快速缩短,在大批量加工螺纹中,具有很大优势。对于不一样的规格的螺纹,只要选不一样的刀具即可。
对于螺距P=3mm的外螺纹,牙深为1.949Mmm,根据背吃刀量的不同,一般选择6-8刀加工完成,每次加工的背吃刀量大致可选择:0.6mm,0.35mm,0.3mm,0.2mm,0.2mm,0.2mm,0.1mm,每加工一刀,测量一次,逐步控制尺寸。
螺纹铣削作为一种新型的螺纹加工方法,在模具生产中应用广泛。本文主要是通过实例的方法讲述了对铣削螺纹程序进行改进,通过前后对比,我们得知通过宏命令编写加工程序,缩短了程序的调试修改时间,而且加工不一样的螺纹只需要改变螺纹参数中的几个变量:螺距、螺纹深度、下刀起始点等,不仅降低了加工成本,而且大幅度提升了加工效率,为生产制造提供了有力的保障。