基於MasterCAM 的螺紋加工編程技術
2016-8-4 來源：中（zhōng）國電子科技集團公司第四十一研究所 作者（zhě）： 陳學斌
摘 要:在微波腔體類零（líng）件上,螺紋組孔作為微波信號的輸入（rù）輸出接口,其加工（gōng）精（jīng）度將直接影響組件的裝配（pèi）精（jīng）度,從而影響微波組件的電氣性能。介紹了一（yī）種在MasterCAM 軟件中,利用數控加工編程軟件的螺旋插補（bǔ）加工功能,進行螺紋高速銑削（xuē）的加工編（biān）程技（jì）術。
關鍵詞:微波腔體;螺紋加（jiā）工;MasterCAM;刀（dāo）具路徑;NC程序
圖1 螺紋組孔示意圖
螺紋組（zǔ）孔(見圖1)作為微波信號的輸入輸出接口,在微（wēi）波腔體類零件上經常出現。其螺紋一般為英（yīng）製螺紋,螺紋與腔體（tǐ）上表麵或底麵的位置關係一般要求都比較高。
對於（yú）此類螺紋組孔中螺紋的精密加工（gōng）,早期方法[1-2]是在普（pǔ）通車（chē）床上采用花盤加角鐵裝（zhuāng）夾進行螺紋的車削加工（gōng）。這種（zhǒng）方法對加工人員的技術水（shuǐ）平要求很高（gāo）,零件裝夾定位複雜,調整費時,加工效率極低,加工（gōng）的精度也不易保證。
隨著數（shù）控加工技術的發展,一種（zhǒng）在加工（gōng）中心或數（shù）控銑上,采用參數編（biān）程（chéng）進行螺紋銑削（xuē）加工的方法[3]逐漸得（dé）到應用。這（zhè）種方法需要手工編製螺紋加工的參數子程序,然後在零件加工（gōng）主程序中調（diào）用該子程序。針對不同規（guī）格的螺紋,還需要對子程序中的參數進行修改。這（zhè）種方法因需要手工編程,往往容易出現差錯。
本文介紹（shào）一種（zhǒng）在MasterCAM 軟件中,應用數控（kòng）加工軟件的螺旋插補加工（gōng）功（gōng）能,進行螺紋高速銑削的加工編程技術。
1、螺旋加工（gōng）(ThreadMill)
螺旋加工(Thread Mill)是指刀具沿著一個直徑為D(螺紋大徑-刀具直徑（jìng）)、節距為P(螺紋螺距)的螺旋線進行（háng）切削,從而完成（chéng）螺紋的加工[4]。以微波腔體零件上經常遇（yù）到的1/4in36牙英（yīng）製螺紋為例,建立待（dài）加工螺紋的中心點或（huò）者螺紋大徑作為加工圖素。選擇MasterCAM 軟件的螺旋銑削(ThreadMill)加工功能（néng）(見圖2)。按（àn）提示（shì）欄的提示選取相（xiàng）應的加工圖素。加工圖素可以是待加工螺紋的中心點,也可以是該螺紋的大徑。以選取螺紋中心點為例,點擊“確定”後便得到螺旋銑削加工（gōng）對話框(見圖3)。
圖2 螺（luó）旋銑削菜單選項
圖3 螺旋銑削加工對話框
在圖3 所示對話框中,設置螺紋大徑(Majorthreaddiameter)為6.35mm、螺距(Threadpitch)為0.706mm 以及螺紋深度(Threaddepth)等各項參數。其中,應特別注意切入/切出（chū）圓弧（hú）(Entry/exitarc)的設定,應考慮螺紋刀下刀和抬刀時不會產生幹涉、能完全（quán）退出螺紋的牙形,一般該參數取螺（luó）紋大（dà）徑與螺（luó）紋刀直徑之差的1/2。
確定螺紋類（lèi）型並選擇螺紋的（de）加工（gōng）方（fāng）向(Machiningdirection)後,點擊“確（què）定”,便可得到螺紋加工（gōng）刀具路（lù）徑(見圖4)。調用（yòng）相應數控係統的後置處理程序,生成NC 加工程序,該程序無須任何手工修改（gǎi）,利用傳輸軟（ruǎn）件將其（qí）傳到機床控製係統,即可直接用於螺（luó）紋的（de）加工。
圖4 螺紋加工刀具路徑
如果將螺紋刀換成普通端銑刀（dāo）或鏜刀,通過合（hé）理設置螺距等參（cān）數的數值,也可以用於螺紋組（zǔ）孔上光孔的精密鏜銑加工編程。
2、螺旋式輪廓（kuò）加工(Contour-Ramp)
使用該方法編程,加（jiā）工圖素為待加工螺紋的大徑D。選擇輪廓（kuò）銑削(Contour)功能(見圖5)。按提示欄的提示選取（qǔ）加工圖（tú）素,點擊“確定”後便得到輪廓（kuò）加工對話框(見圖6)。
圖5 輪廓加工菜單選項（xiàng）
圖6 輪廓（kuò）加工對話框
在（zài）圖6所示的對話框中選擇螺旋式輪廓加工(Ramp)方（fāng）式,可出（chū）現加（jiā）工對話框(見圖7)。
圖7 螺旋式輪廓加工對話框
在該對話框中,選取漸（jiàn）降深度(Rampdepth),並設置其值為螺紋的螺距(0.706mm)。設置（zhì）好輪廓加工(contourparameters)各項參數後點擊“確定（dìng）”,同樣可得到（dào）刀具（jù）路徑。
合理設置螺紋（wén）螺（luó）距等參數的數值,換用端銑（xǐ）刀或鏜刀（dāo）,同樣可以用於（yú）螺紋組孔上光孔的精密鏜銑加工。
在 MasterCAM 軟件中對於光孔的鏜銑加工,使用全圓銑削(circlemill)加工方法會更加簡（jiǎn）便。
3、技術特點
采用上述（shù）2種方法得到刀具路徑後,調用（yòng）相（xiàng）應數控係統的後處理程序,即可生成螺紋加工的NC程序。與參數編程方法加工（gōng）螺紋相比（bǐ）,采用上述方法具有下述優點。
1)可以直接得到螺（luó）紋加工所需的NC程（chéng）序（xù）。利用加工軟件生成的刀具路（lù）徑文件直接後置（zhì）處理,即可（kě）得到加工所需的NC加工程序。不需要手工修改加工主程序,手工編（biān）製螺紋加工子程（chéng）序,以及手工修改子程序中的各項參數值（zhí）。
2)螺紋加工深度的控製更方便（biàn）、更精確。采用參數編程的方法加工螺紋時,因為參數子程序的每次循環都應完成一個完整的360°螺旋（xuán）,所以,螺紋的加工深度應為螺距的（de）整倍（bèi）數。為了使螺紋加工在深度方向上盡可能地接近底部,常常需要通過調整下刀點（diǎn）的Z 坐標值,來控製螺紋（wén）加（jiā）工的結束（shù）深度（dù）。而（ér）使用現在的方法,在加工對話（huà）框中直接（jiē）輸入螺紋的深度值即可。
3)螺紋加工的過程更安全、更高效。該技術充分地發揮了（le）數控加工（gōng）編程軟件的功能,使得螺紋組孔的數控加工過程（chéng）更加簡便、更加（jiā）自動化。
這樣,一方麵節省（shěng）了編程時間,提高了工作效率（lǜ）;同時,也減少了在程序編製過程中因（yīn）手工修改而出差錯的幾率,避免了可能造成的加工零件的報廢甚至設備事故。
對於在同一加工工（gōng）位（wèi）上有多個螺紋組孔的零件,該方法較以往加（jiā）工（gōng）方法具有更高的生產效率。
4、結語
選用MasterCAM 編程軟件的螺（luó）旋加工方法(Thread Mill)或螺旋式輪廓加工方法(Contour-Ramp),可實現微波腔（qiāng）體類零件上螺紋的高速加工（gōng）,提高了加工（gōng）編程的效率。上述2種方法編程時參數的設置大（dà）同小異,螺紋加工的（de）效果也完全一樣（yàng）。
參考文獻
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[3]林福,孔豔豔,侯恩光.基於宏程序的多頭鋸齒形螺紋加工程序應用[J].新技術新工藝,2014(7):4-6.
[4]孫中柏.MasterCAM9.1模具設計與加工範例[M].北京:清華大學（xué）出版社（shè）,2005.
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