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論單（dān）刃螺紋銑刀銑削螺紋（wén）的加工（gōng）方法及編（biān）程

2018-3-23 來源：雲南能源職業技術學院作者：崔亞（yà）軍（jun1）

摘要:在加工中心、數控銑機床上，使用螺（luó）紋銑刀銑削（xuē）螺紋已逐步（bù）成為一種重要的螺紋加工方法，在理解、掌握螺紋銑刀銑削螺紋原理的基礎上，合理的選（xuǎn）用單（dān）刃（rèn）螺（luó）紋銑刀及使用數控係統的特（tè）殊功能和宏指令，編製科學、高效的加工程序，可充分發揮數控機床、數控（kòng）係統的應用潛力，提高螺紋的（de）加工精度（dù）及（jí）加工效率，降低零件的加工成本。

關鍵（jiàn）詞:單刃（rèn）螺紋（wén）銑刀;加工方（fāng）法（fǎ）;編程

0、引言

在機械製造業及其他行（háng）業中，螺紋聯接方（fāng）式被廣泛應用，由（yóu）於使用場合的不同，螺紋的形式也各不相同，從外觀上看，主（zhǔ）要（yào）有內、外兩種形式，按牙型截麵形狀看，主要有三角形、梯形、矩形（xíng）和鋸齒形等形式，其中，以牙（yá）型為三角形的螺紋最為（wéi）常見，也應用得最為普遍（biàn）。

現代的螺紋加工方法主要有非切削加工和切削加工（gōng）兩大類（lèi）:非切削加工就是采用與被加工（gōng）螺紋（wén）牙型相同的滾壓模具與工件同步旋轉(或移動)，使工件產生塑性變形，以得到所需螺紋的加工方法，主（zhǔ）要用在大批量的標準件加工中（zhōng）;切削加工（gōng）就是通過車、銑、攻絲、磨等切削（xuē）機床加（jiā）工，獲得螺（luó）紋的加工方法。目（mù）前，在機械製造業中，切削加工（gōng）仍然（rán）是螺（luó）紋加工的主要的（de）方法，隨著數控技術發展和數控機床的普及，在數控機床上，銑削螺紋正在成為一種新的螺（luó）紋加工方法，由於數控機床具有（yǒu）較高柔性、高精度和高效率等特點，在（zài）螺紋的銑削過程中，對（duì）螺紋的旋向、直徑和螺距調整極為方便，這是傳統采用絲錐、板牙等加工方法所不能達到的，因此（cǐ），螺紋銑削加工正逐步成為螺紋切削（xuē）加工中重要的加工方法。

1、單刃螺紋銑刀螺（luó）紋銑削的加工

1.1 螺紋銑削的原理。

采用與被加工螺紋相同齒形的刀刃的螺紋（wén）銑刀，刀具在水平平麵上每運動一（yī）周，垂直平麵直線移動一個屍(導程)，重（chóng）複這個加（jiā）工過程就完成了（le）螺紋的加工。在實際加工中，螺紋銑刀在主軸（zhóu）的帶動下作螺（luó）旋銑削加工，每螺旋（xuán）銑削（xuē）一周，刀具的Z軸方向移（yí）動一個（gè）下刀高度(導程)。

圖1 螺紋銑削原理示意（yì）圖

1.2 螺（luó）紋銑刀

隨著刀具（jù）製造業的發展，新（xīn）的刀具材料、工藝廣泛（fàn）的應用，螺紋銑刀也由原來的高速鋼、硬質合金整體（tǐ）式銑刀，發展到帶塗層的可更換刀片的機夾式銑（xǐ）刀，目前，使用最多的有:單刃可（kě）轉位（wèi）螺紋銑刀，多刃可更換刀片螺紋銑刀和多刃多頭螺紋銑刀三（sān）大類。

(1) 單刃可轉位螺紋銑刀:如圖2所示，螺紋銑（xǐ）刀的螺距不固定，可（kě）加工任意螺距（jù）的螺紋。結構像內螺紋刀（dāo），優點是（shì），刀片可以與（yǔ）螺紋車刀通用，每次加工隻（zhī）用一（yī）個螺紋加工齒，當（dāng）一個加工齒磨損後，還可以更換其餘（yú）兩個齒使（shǐ）用，使用成本低，且規格齊全，價格低廉，容易（yì）購買;缺點是，加工效率較低，不（bú）適宜大批量生產。

圖2 單刃可轉位螺紋銑刀

(2) 多（duō）刃可更換刀片螺紋銑刀:如圖3所示，是一種定螺距（jù）螺紋銑刀，刀片（piàn）上刀齒（chǐ）間距是固定的，隻能加工與之對應螺距的螺紋，加工時，刀具上所有（yǒu）的（de）刀齒均（jun1）參與切削，效率較高，如果其中一個加工齒磨（mó）損或損壞時，將影響與之對（duì）應的那段螺紋的加工質量（liàng）。優點是，刀片更換（huàn）方便，加工效率高，適宜大批量生產（chǎn）;缺點是，通用性差，隻能加工特定螺距的螺紋，使用成本較高。

(3) 多刃多頭螺紋銑刀:如（rú）圖4所示，也是一種定螺距螺銑刀，和（hé）多刃可更換（huàn）刀片螺紋銑刀一樣，刀片上刀（dāo）齒間距是固定的，隻能加工與之對應螺距的螺紋，但因其是整體製造，且（qiě）具有（yǒu）多排多齒（chǐ）螺旋切削刃，在加工時，切削更平穩，效率更高，優（yōu）點是，可實現大批量螺紋的高速加工;缺點是，隻能加工特定螺距的螺紋，刀具價格昂貴，使（shǐ）用（yòng）成本非常高。在實際生產中，除特殊行業有（yǒu）大批量進行螺紋銑削需要外，絕大多數的中、小企業對螺紋的銑削都是單件和小（xiǎo）批量生產，因此（cǐ），出（chū）於生產成本及通用性考慮，本文僅以單刃螺紋（wén）銑刀銑削螺紋展開討論。

圖3 多刃可更換刀片（piàn）螺紋銑刀

圖4 多刃多頭螺紋銑刀（dāo）

1.3 單刃螺紋（wén）銑刀的加工優點

(1) 刀具的通用性好

一把刀具可加工與刀具相同（tóng）齒形的任意直徑的內、外螺（luó）紋，且沒有（yǒu）旋向限製。省去了加工不同螺距螺紋，需使用大量（liàng）不同螺距螺紋銑刀的麻煩，減少了加工中刀具的使用。

(2) 加（jiā）工精（jīng）度高

采用單刃螺紋銑刀銑削螺紋，可獲得較小的表麵粗糙（cāo）度（dù），通過刀具半徑補償和修改程序來控製螺紋加工精度，可（kě）加工出任意中徑公差的螺（luó）紋。

(3) 加工效率高

螺紋銑刀大多使用硬質合金製造，能采用較（jiào）高的切削速度和進（jìn）給（gěi）率，且切（qiē）削（xuē）力小，效率高。

(4) 可加工至（zhì）整個螺紋深度

在加工盲孔螺紋時，銑螺紋可將螺紋加工（gōng）至孔底部，加工出整個螺紋深度，無螺紋導向錐。

2、單刃（rèn）螺紋銑刀銑削（xuē）螺紋的（de）編程

2.1 編程的方法

根據螺紋的結構和形成原理，分析（xī）可知，隻（zhī）要保證螺紋銑刀在作整圓銑削的過程中（zhōng），每圈Z向進給（gěi）的距離固定（dìng）不變(螺（luó）距)，且每次都從一個固定（dìng）的Z點進刀，就可以加工出所需（xū）的螺距的螺紋。

2.2 普通螺紋計算公式:

2.3 程序編製

以在FANUC- Oi數控係統數控（kòng）銑設備（bèi）上，用一個符號 20 mm的單線螺紋刀加工（gōng）M43x 1.5-7H的非（fēi）標螺紋，深度為30 mm的內螺（luó）紋（wén）為例，程序編寫如下:(外螺紋加工程序，隻需改動（dòng）進退刀點和子程序中的圓弧銑（xǐ）削方向指令即（jí）可)

(1）簡單編程

程序編（biān）寫的（de）思路，就是將一個下刀高度作為螺旋線高度編成一個子（zǐ）程序，通過用戶參數設置G10指（zhǐ）令改變（biàn）刀具半徑補償值，重複調用螺旋加工子程序，實現自動加工。

01000;程（chéng）序名

G40 G49 G80; 初始（shǐ）化

M03 52000; 主軸（zhóu）正轉

G00 G90 G54 XO YO; 快速定位到坐標係（xì）原點

G43 Z10 H1 M08; Z軸下刀，長度（dù）補償，切削液開

G10 L12 P1 R10.975 設定DO1初始（shǐ）值

M98 P2000 L3 調（diào）用子程序

G00 Z 100; 快速提（tí）刀，取（qǔ）消長度補償

MOS 主軸停止

M09 切削液關

M30 程（chéng）序（xù）結束

子程序1

02000

GO 1 G90 Z 1.5 F200 ; Z軸（zhóu）進刀

G42 DO1 X21.5 YO 進給到螺紋起點，刀具半（bàn）徑左補償

M98 P3000 L22 調用子（zǐ）程序

GO1 G90 G40 XO YO; 絕對方式，退刀到0點，取消半（bàn）徑補償（cháng）

Z1.5 F500; Z軸退刀

G91 G10 L12 P1 R-0.325 改變DO1刀具半徑值

M99 子程序返回

子程序2

03000

G91 G03 Z-1.5 I-21.5 ;螺旋銑（xǐ）削螺紋1周，螺距（jù）1.5

M99 子程序返回（huí）

(2) 采用宏指令（lìng）方式編程

通用內螺紋加工程序，通過預（yù）設定內螺紋底徑、長度、銑刀直徑、螺距（jù）等值，實現任（rèn）意國標（biāo）內螺紋的自動加工。

經在生產實際中加工驗證，采用單刃螺紋銑刀和上述加工（gōng）程序進行螺紋加工時，程序運行時（shí）間短，隻需（xū）8分鍾;表麵質量好（hǎo），表麵（miàn）粗糙度可達Ra1.6;螺紋中徑控製精確（què）、一致性好（hǎo），連續加工4個螺紋孔，螺（luó）紋中徑均無變化;刀具耐用度高，連續（xù）加工4個螺紋孔後，刀具無任何磨（mó）損痕跡，並且不需要到專業廠家定製非標專用絲錐，大大降低了購置專用刀具的成本。

3、結束語

在實際生產（chǎn）中，在滿足使用要求和加工精度（dù）的前題條件下，盡可能采用單刃螺紋銑削加工方式加工螺紋，可擴大數控設備的加工範圍，減少生產投入，提高零件加（jiā）工效率，且具有加（jiā）工精度高、並對大直徑及非（fēi）標準螺紋的加工非常方便等諸多優勢（shì），因以，在加工中心、數控銑螺紋加工中采用單刃螺紋加工方式有非常重要的意義。

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