淺談典型螺紋的數(shù)控加工在實(shí)訓(xùn)中的教學(xué)應(yīng)用

徐銘華 胡明

[摘? ? ? ? ? ?要]? 結(jié)合高職院校的特點(diǎn)進(jìn)行了針對(duì)以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、環(huán)節(jié)體系的一系列改革。增設(shè)學(xué)生基本操作、專業(yè)技術(shù)應(yīng)用教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生動(dòng)手能力與專業(yè)技能。實(shí)訓(xùn)教學(xué)是為企業(yè)的生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)一線培養(yǎng)需要的高技能應(yīng)用性專門人才而設(shè)定的教學(xué)科目。以螺紋加工的項(xiàng)目教學(xué)法來提高學(xué)生的思考和實(shí)踐動(dòng)手能力。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 數(shù)控加工中心;螺紋加工;單刃螺紋刀;剛性攻絲;柔性攻絲

[中圖分類號(hào)]? TG659? ? ?? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2019）12-0160-02

在機(jī)械產(chǎn)品中，螺紋聯(lián)接設(shè)計(jì)非常廣泛。所以在機(jī)械加工中，對(duì)螺紋進(jìn)行高效地加工是非常有必要的。在傳統(tǒng)加工中對(duì)于有些箱體類、大型零件的內(nèi)螺紋進(jìn)行加工時(shí)，大多選擇銑床或是鏜床上將螺紋孔在鉆床上加工出來，之后采用頂尖頂住攻錐中心孔，然后手動(dòng)進(jìn)給。在這些傳統(tǒng)的加工方法中，存在一些不可避免的劣勢(shì)，主要是過大的切削力和扭矩，不能保證尺寸精度、形位精度及粗糙度要求，且生產(chǎn)效率低下等。近年來，隨著不斷發(fā)展和改良的數(shù)控技術(shù)、刀具制造工藝手段，即便銑削螺紋的工藝出現(xiàn)有一段時(shí)間了，但有些遺憾的是目前受到各種條件制約還沒有普及開來。例如，下圖中有5個(gè)螺紋中，圖中M36X1.5就是非常典型的適合使用單刃螺紋銑刀的方式來加工的螺紋。

一、工藝分析

上圖中M36X1.5螺紋是非標(biāo)準(zhǔn)在數(shù)控銑或是加工中心上可以使用螺旋銑削的方式加工，4-M8螺紋加工采用絲錐攻螺紋方式。該課題主要是讓學(xué)生掌握宏程序加工橢圓和螺紋加工方法，本文主要講解螺紋加工，不對(duì)橢圓的宏程序和鉆孔加工進(jìn)行講解。

課題中，螺紋攻絲可以分為柔性和剛性攻絲，編程時(shí)有每轉(zhuǎn)進(jìn)給編程和每分鐘編程方式，在教學(xué)過程中為了讓學(xué)生全面掌握攻絲（G84）命令，本文采用4種不同的編程方式。

二、工藝安排

1.先將80X80材料在機(jī)用平口鉗裝夾緊;

2.將橢圓用宏程序加坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)編程方式加工出;

3.將M36X1.5螺紋底孔加工成Φ34.6;

4.銑出M36x1.5螺紋銑出;

5.用Φ6.8鉆頭將M8底孔鉆通;

6.用M8絲錐把4-M8螺紋攻出;

三、相關(guān)計(jì)算

螺紋牙尖半徑：L1=13.75

螺紋牙公稱半徑：L2=18

刀尖到牙尖的距離：L3=18-13.75=4.25

本程序?qū)⒆鴺?biāo)原點(diǎn)放置在工件中心表面處。

現(xiàn)在將M36x1.5螺紋加工程序編寫如下：

O0001;? ? ? ? ? ? （主程序名）

G54G90 G80G40G69G00X0Y0;（程序初始化，取消固定循環(huán)、刀具半徑補(bǔ)償?shù)龋?/p>

M06T1; 調(diào)用1號(hào)螺紋銑刀（1號(hào)刀具為Φ22mm的螺紋銑刀）

M19S100;主軸準(zhǔn)停功能，避免亂牙

G00G43Z50H01; 快速定位到Z50位置

M03S3000; 主軸正轉(zhuǎn)，每分鐘3000轉(zhuǎn)

G00Z50;快速移動(dòng)點(diǎn)定位，建議大于2倍螺距

N100 G01G01X-4.25F200;? ?定位到螺紋加工目標(biāo)點(diǎn)（尺寸計(jì)算在程序后列出）

M98P1000L19;調(diào)用子程序 O1000，次數(shù) 19次，（加工螺紋）

G90G01X0Y0F50;退刀到中心位置

G01Z5; 抬刀離開工件表面5mm位置處

G0Z150;抬刀到安全位置處，便于測(cè)量和螺紋配合測(cè)試

M05; 主軸停止

M30;程序結(jié)束并返回程序頭

O1000;?（子程序名）

G91G02Y0Z-1.5Ⅰ4.25F500;? 增量模式螺旋線加工，螺距 P=1.5mm ;Ⅰ4.25需和主程序中N100段中G01X的數(shù)值相同，符號(hào)相反

M99; 返回主程序

使用G84攻螺紋命令程序編寫如下：

O0002;（程序名）

G54G80G49G40 G90 G00 X0 Y00 程序初始化，取消固定循環(huán)、刀具半徑補(bǔ)償?shù)?/p>

M06 T2;換成2#刀具，M8柔性攻絲器

G43 G00 Z50 H02; 快速定位到初始平面50mm處

M03 S100 ;主軸正轉(zhuǎn)，每分鐘100轉(zhuǎn)

G84G94G99X37.5 Y37.5Z35 R5 F125; 每分鐘進(jìn)給模式攻1#螺紋孔

（F值=轉(zhuǎn)數(shù)X螺距）

G84G95G99X37.5 Y-37.5Z-35 R5 F1.25;? 每轉(zhuǎn)進(jìn)給模式攻2#螺紋孔 （F值=螺距）

G80; 循環(huán)結(jié)束

M05; 主軸停止

M06 T3; 換成3#刀具，M8絲錐刀具（剛性夾持）

G43 G00 Z50 H03; 快速定位到初始平面處

M29S200;剛性攻絲模式，避免底部反轉(zhuǎn)時(shí)折斷絲錐

G99G95 G84X-37.5 Y-37.5Z-35 R5 F1.25;? 每轉(zhuǎn)進(jìn)給模式攻3#螺紋孔

G99G94 G84X-37.5 Y37.5Z-35 R5 F250; 每分鐘進(jìn)給模式攻4#螺紋孔

G80; 循環(huán)結(jié)束

G43H0G00Z100; Z軸抬刀到安全位置

M05;主軸停止

M30;程序結(jié)束并返回程序頭

以上程序都在FANUC OI-MD加工中心試運(yùn)行過。

單刃螺紋銑刀既可以銑削左旋螺紋又可以銑削右旋螺紋，既可以銑削內(nèi)旋螺紋又可以銑削外螺紋，同時(shí)不受螺距和螺紋規(guī)格的影響，它可以是專用螺紋銑刀，也可以用數(shù)控車通用螺紋刀桿裝在銑刀刀套上使用。數(shù)控螺紋銑削加工是建立在螺旋式下刀方法基礎(chǔ)上的加工方式。銑螺紋的原理為：螺紋銑刀在XY平面內(nèi)每銑削一周，刀具在Z軸方向上運(yùn)動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程（單線時(shí)為一個(gè)螺距）。螺紋銑削程序編寫的實(shí)質(zhì)就是將一個(gè)導(dǎo)程的螺旋線編成一個(gè)子程序，通過子程序調(diào)用或是宏程序反復(fù)調(diào)用該螺旋線子程序進(jìn)行加工，可完成整個(gè)螺紋的銑削加工。

四、結(jié)束語

我國是機(jī)械制造大國，但還不是機(jī)械制造的強(qiáng)國，技術(shù)人才還很欠缺。在高職院校中培養(yǎng)人才是根本任務(wù)，教學(xué)工作是中心工作，教學(xué)改革是各項(xiàng)改革的核心，提高質(zhì)量是永恒的主題。我院近年來不斷地加強(qiáng)和企業(yè)的溝通來完善人才培養(yǎng)方案，提高教學(xué)質(zhì)量。項(xiàng)目模塊化教學(xué)法就是我院推行的實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革方案重點(diǎn)，把企業(yè)中經(jīng)常遇到的問題帶到實(shí)訓(xùn)教學(xué)中來解決。這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生在進(jìn)入企業(yè)后很快就能勝任技術(shù)崗位。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳海舟.數(shù)控銑削加工宏程序及應(yīng)用實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008-01.

[2]韓鴻鸞.數(shù)控銑削工藝與編程一體化教程[M].北京：高等教育出版社，2009-03.

編輯 李 靜