螺紋的數(shù)控車銑加工

前言

第1章螺紋的基礎(chǔ)知識和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

1.1 螺紋簡介

1.2 普通螺紋

1.2.1 基本牙型和尺寸關(guān)系

1.2.2 設(shè)計(jì)牙型

1.2.3 螺距系列和公稱尺寸系列

1.2.4 公差和標(biāo)記

1.3 管螺紋

1.3.1 55°非密封管螺紋

1.3.2 60°密封管螺紋

1.3.3 55°密封管螺紋

1.3.4 米制密封螺紋

1.4 梯形螺紋

1.5 鋸齒形螺紋

1.5.1 3°、30°鋸齒形螺紋

1.5.2 0°、45°鋸齒形螺紋

1.6 統(tǒng)一英制螺紋

第2章螺紋數(shù)控車加工基礎(chǔ)

第3章螺紋的數(shù)控車削

第4章螺紋數(shù)控銑加工基礎(chǔ)

第5章剛性攻螺紋和用鑲嵌式螺紋銑刀銑螺紋

第6章用整體硬質(zhì)合金螺紋銑刀銑螺紋

本書由淺入深、詳細(xì)介紹了螺紋的數(shù)控車、銑加工方法，是作者從事數(shù)控工藝和加工幾十年中關(guān)于螺紋加工方面的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。本書內(nèi)容6章。第1章是螺紋的基礎(chǔ)知識和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；第2章是螺紋數(shù)控車加工基礎(chǔ)，既詳細(xì)介紹了數(shù)控車螺紋用的刀具、粗車螺紋的兩個(gè)重要原則及計(jì)算方法，又詳細(xì)介紹了發(fā)那科系統(tǒng)和西門子系統(tǒng)用于車螺紋的各種指令。第3章是螺紋的數(shù)控車削，既具體介紹了各種標(biāo)準(zhǔn)螺紋的數(shù)控車削方法，又詳細(xì)介紹了鋼絲繩卷筒上繩槽（雙線半圓剖面三段組合螺旋槽）的數(shù)控車削方法，兩種頭尾相接的特殊螺旋槽的以車代銑方法，以及車去三角螺紋頭部不完整部分的方法；第4章是螺紋數(shù)控銑加工基礎(chǔ)，既介紹了數(shù)控銑螺紋和攻螺紋用的刀具，又詳細(xì)介紹了發(fā)那科系統(tǒng)和西門子系統(tǒng)用于銑螺紋和剛性攻螺紋的各種指令；第5章是剛性攻螺紋和用鑲嵌式螺紋銑刀銑螺紋；第6章是用整體硬質(zhì)合金螺紋銑刀銑螺紋。書中的加工案例絕大部分是作者親歷過的。書中既有數(shù)控車、銑螺紋的必備知識，又有數(shù)控車、銑各種螺紋的具體方法，其中有些方法還是作者首創(chuàng)。書中提供了許多車、銑同類螺紋的通用宏程序，讀者使用時(shí)只要按具體條件對相應(yīng)的變量賦值就可以使用。

1 引言

傳統(tǒng)的螺紋加工方法主要為采用螺紋車刀車削螺紋或采用絲錐、板牙手工攻絲及套扣。隨著數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展，尤其是三軸聯(lián)動數(shù)控加工系統(tǒng)的出現(xiàn)，使更先進(jìn)的螺紋加工方式———螺紋的數(shù)控銑削得以實(shí)現(xiàn)。螺紋銑削加工與傳統(tǒng)螺紋加工方式相比， 在加工精度、加工效率方面具有極大優(yōu)勢，且加工時(shí)不受螺紋結(jié)構(gòu)和螺紋旋向的限制，如一把螺紋銑刀可加工多種不同旋向的內(nèi)、外螺紋。對于不允許有過渡扣或退刀槽結(jié)構(gòu)的螺紋，采用傳統(tǒng)的車削方法或絲錐、板牙很難加工，但采用數(shù)控銑削卻十分容易實(shí)現(xiàn)。此外，螺紋銑刀的耐用度是絲錐的十多倍甚至數(shù)十倍，而且在數(shù)控銑削螺紋過程中，對螺紋直徑尺寸的調(diào)整極為方便，這是采用絲錐、板牙難以做到的。由于螺紋銑削加工的諸多優(yōu)勢， 發(fā)達(dá)國家的大批量螺紋生產(chǎn)已較廣泛地采用了銑削工藝。

2 螺紋銑削加工實(shí)例

圖1所示為M6標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)螺紋的銑削加工實(shí)例。工件材料：鋁合金；刀具：硬質(zhì)合金螺紋鉆銑刀；螺紋深度10mm；銑刀轉(zhuǎn)速：2,000r/min；切削速度：314m/min； 鉆削進(jìn)給量：0.25mm/min；銑削進(jìn)給量：0.06mm/齒；加工時(shí)間：每孔1.8s。圖1所示加工工位流程為：①位，螺紋鉆銑刀快速運(yùn)行至工件安全平面；②位，螺紋鉆銑刀鉆削至孔深尺寸；③位，螺紋鉆銑刀快速提升到螺紋深度尺寸；④位，螺紋鉆銑刀以圓弧切入螺紋起始點(diǎn)；⑤位，螺紋鉆銑刀繞螺紋軸線作X、Y方向插補(bǔ)運(yùn)動，同時(shí)作平行于軸線的 Z方向運(yùn)動，即每繞螺紋軸線運(yùn)行360°，沿 Z方向上升一個(gè)螺距，三軸聯(lián)動運(yùn)行軌跡為一螺旋線；⑥位，螺紋鉆銑刀以圓弧從起始點(diǎn)(也是結(jié)束點(diǎn))退刀；⑦位，螺紋鉆銑刀快速退至工件安全平面，準(zhǔn)備加工下一孔。該加工過程包括了鉆孔、 倒角、內(nèi)螺紋銑削和螺紋清根槽銑削，采用一把刀具一次完成，加工效率極高。

3 螺紋銑刀主要類型

在螺紋銑削加工中，三軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床和螺紋銑削刀具是必備的兩要素。以下介紹幾種常見的螺紋銑刀類型：

(1) 圓柱螺紋銑刀

圓柱螺紋銑刀的外形很像是圓柱立銑刀與螺紋絲錐的結(jié)合體(見圖2上，圖2下為錐管螺紋銑刀)，但它的螺紋切削刃與絲錐不同，刀具上無螺旋升程，加工中的螺旋升程靠機(jī)床運(yùn)動實(shí)現(xiàn)。由于這種特殊結(jié)構(gòu)，使該刀具既可加工右旋螺紋，也可加工左旋螺紋，但不適用于較大螺距螺紋的加工。

常用的圓柱螺紋銑刀可分為粗牙螺紋和細(xì)牙螺紋兩種。出于對加工效率和耐用度的考慮，螺紋銑刀大都采用硬質(zhì)合金材料制造，并可涂覆各種涂層以適應(yīng)特殊材料的加工需要。圓柱螺紋銑刀適用于鋼、鑄鐵和有色金屬材料的中小直徑螺紋銑削，切削平穩(wěn)，耐用度高。缺點(diǎn)是刀具制造成本較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴。

生產(chǎn)中,用絲錐攻螺紋常要消耗大量昂貴的絲錐,而作為一種替代方法,用螺紋銑床加工正在普及。

螺紋銑床要配備專門型式的刀具。這種專用刀具既可以是整體的硬質(zhì)合金刀具,也可以是鑲嵌式刀具。這種樣品刀具看上去像是一只絲錐,使用這種刀具可以加工小直徑螺紋,對大直徑螺紋的加工將使用硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位專用銑刀。

螺紋銑床螺紋銑床有許多優(yōu)點(diǎn):

?具有更快的生產(chǎn)周期。

?簡單的刀具系列可以加工不同螺距和形狀的螺紋。

?許多小型銑床不具有能加工較大尺寸螺紋的主軸扭矩,而螺紋銑床則能以比絲錐攻絲更高的圓周速度加工螺紋。

?能在較硬的材料上加工螺紋。

?螺紋銑床的刀具切削作用可產(chǎn)生較小的、可控制的切屑。?不用作螺紋尺寸的偏差控制,這樣可減少廢品。?能加工較小的螺紋孔(例如10×32-2B)。

?表面粗糙度要優(yōu)于用絲錐攻螺紋的粗糙度。

?標(biāo)準(zhǔn)螺紋銑刀能夾持在立銑的夾頭里,不需要浮動攻絲夾頭或攻絲的同步控制。

?能夠加工外螺紋。

?不需要預(yù)切卸荷槽,能夠直接通過鍵槽或通孔進(jìn)行螺紋加工。確實(shí),對使用螺紋銑床銑螺紋的公司來說最惱頭的問題是對編程的理解問題。

螺紋銑床全自動后送料數(shù)控銑床優(yōu)點(diǎn)：

由后方送料可以對更長的棒料進(jìn)行自動送料，缺點(diǎn)是占地較寬。

螺紋銑床全自動前送料數(shù)控銑床優(yōu)點(diǎn)：

可對更短的棒料進(jìn)行自動送料加工，且占地較為均勻。