數(shù)控銑床銑螺紋淺析

王 凱

（無錫工藝職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 宜興 214200）

螺紋銑削的優(yōu)勢在于加工效率、精度和質(zhì)量都比較高，不但可以準(zhǔn)確控制螺紋的尺寸，螺紋的壽命也相對(duì)較長，采用單一銑牙刀可以加工不同尺寸的內(nèi)外螺紋。同時(shí)采用該技術(shù)可以自由控制牙長，能把盲孔螺紋加工到底部。采用該技術(shù)還可以自由選擇刀具，在同牙距中可以共用同一道具。

1 加工過程分析

（1）加工的零件和刀具選擇。加工零件要確定內(nèi)外螺紋倒角、內(nèi)外螺紋底徑、軸徑和內(nèi)孔尺寸等。在加工中要確定大徑和小徑等內(nèi)外螺紋要素。在加工之前，首先根據(jù)圖樣確定加工工藝的參數(shù)和位移的數(shù)據(jù)，然后再根據(jù)圖紙思想進(jìn)行零件的加工程序，與CAD/CAM程序不同。

（2）加工工藝分析。在加工外螺紋之前，首先要完成外圓軸徑、螺紋端面倒角和退刀槽的加工，在加工內(nèi)螺紋之前，首先要完成內(nèi)孔孔徑、螺紋端面倒角和退刀槽的加工。在銑削技術(shù)條件下，外螺紋會(huì)受到壓力導(dǎo)致大徑變大，內(nèi)螺紋會(huì)孔徑變小，因此加工過程中要略微減少外圓軸徑尺寸，稍微增大內(nèi)螺紋孔徑。

（3）加工程序分析。采用宏變量的方式編程，用變量“#101”代表螺旋線的終點(diǎn)Z坐標(biāo)，在此情況之下，每條相連的螺旋線終點(diǎn)的Z坐標(biāo)相差一個(gè)螺距。具體程序如下：

00033；

G90 G94 G40 G21 G17 G54；

G91 G28 Z0；

G90 G00 X0 Y0；

M03 S600 M08；

G00 Z20.0；

G01 Z2.0 F100；（刀具位移向下到Z向起刀點(diǎn)）

#101=0.5；（螺旋線終點(diǎn)的Z坐標(biāo)）

G41 G01 X20.0 Y0 D01；（螺旋線起始點(diǎn)）

N100 G02 I-20.0 Z=#101；（加工螺旋線）

#101=#101-1.5；（計(jì)算下一條螺旋線Z向終點(diǎn)坐標(biāo)）

IF［＃101 GT-28.0］GOTO100；

G40 G01 X0.0 Y0.0；

G91 G28 Z0；

M05 M09；

M30；

（4）操作注意事項(xiàng)。第一，操作人員必須嚴(yán)格穿緊身工作服，帶防護(hù)帽和防護(hù)鏡，金屬逐漸銑削時(shí)還應(yīng)戴防控罩，尤其要注意不能帶手套，注意袖口、衣角卷入道具。第二，操作前必須要注意裝置的安全性和穩(wěn)定性，確保設(shè)備良好運(yùn)行。第三，裝卸工件時(shí)，要確保工作臺(tái)遠(yuǎn)離工作區(qū)，操作時(shí)避免碰到銑刀，裝拆銑刀時(shí)也不要用手直接觸碰。第四，操作不規(guī)則工件時(shí)避免工作臺(tái)受力不均勻產(chǎn)生變形等現(xiàn)象。

2 未來數(shù)控銑削螺紋的發(fā)展趨勢和對(duì)策

（1）未來的發(fā)展趨勢。在未來銑床加工必然會(huì)更加充分發(fā)揮其高速度的優(yōu)勢，在嚴(yán)格的尺寸要求和精度要求下，數(shù)學(xué)模型和加工程序必將會(huì)進(jìn)一步簡化。筆者的調(diào)查表明目前德國高精度和高速數(shù)控銑床能在5分鐘內(nèi)全自動(dòng)加工一個(gè)高精度復(fù)雜結(jié)構(gòu)的部件，盡管材料損耗較大，但是生產(chǎn)率極度地高。尤其是將復(fù)雜的設(shè)計(jì)改為一鍵設(shè)置，操作人員只需要輕松擺好零件文件，按下按鈕，機(jī)器就可以按照程序?qū)崿F(xiàn)高速銑削，這代表了工業(yè)4.0時(shí)代的到來。

（2）對(duì)策建議。我國數(shù)控銑削螺紋技術(shù)要追趕德國這樣的發(fā)達(dá)國家并非易事，首先要大力培養(yǎng)編程人才，實(shí)現(xiàn)編程簡易化。其次我國要推動(dòng)智能化技術(shù)和數(shù)控技術(shù)相結(jié)合，結(jié)合2025計(jì)劃大力發(fā)展技術(shù)。最后要積極開發(fā)前沿技術(shù)，將3D打印機(jī)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)和工業(yè)技術(shù)結(jié)合，不斷改進(jìn)生產(chǎn)能力，提高精度。

3 結(jié)語

螺紋銑削技術(shù)和車削技術(shù)采用的是固定毛坯，高速旋轉(zhuǎn)走刀的方式，刀具高速運(yùn)動(dòng)，而零件相對(duì)靜止。車刀技術(shù)只能低速加工螺紋，通過數(shù)控銑削技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜外形的高速加工，能通過數(shù)學(xué)方法加工給出不同曲線，本文采用宏程序變量編程時(shí)，程序簡單，代碼少，出錯(cuò)低，效率高。未來，隨著數(shù)控銑床技術(shù)的發(fā)展，高速和高品質(zhì)的機(jī)械效率必將會(huì)大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且在程序上進(jìn)一步簡化。