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cnc加工中心常用的幾種螺紋加工方法

 
  螺紋加工是cnc加工中心非常重要的應用之一,螺紋的加工質(zhì)量和效率將直接影響零件的加工質(zhì)量及加工中心的生產(chǎn)效率。隨著(zhù)cnc加工中心性能的提高及切削刀具的改進(jìn),螺紋加工的方法也在不斷改進(jìn),螺紋加工的精度和效率也在逐漸提高。為了使工藝人員能夠在加工中合理選擇螺紋加工方法,提高生產(chǎn)效率,避免質(zhì)量事故,現將在實(shí)際中cnc加工中心常用的幾種螺紋加工方法總結如下:

cnc加工中心螺紋加工
  
  1. 絲錐加工法
  
  1.1 絲錐加工的分類(lèi)及特點(diǎn)
  
  采用絲錐加工螺紋孔是*常用的加工方法,它主要適用于直徑較?。ǎ?lt;30),孔位置精度要求不高的螺紋孔。
  
  在20世紀80年代,螺紋孔均采用柔性攻絲方法,即采用柔性攻絲夾頭夾持絲錐,攻絲夾頭可做軸向補償,補償機床軸向進(jìn)給與主軸轉速不同步造成的進(jìn)給誤差,保證正確螺距。柔性攻絲夾頭結構復雜,成本較高,容易損壞,加工效率較低。近年來(lái),cnc加工中心的性能逐步提高,剛性攻絲功能成為cnc加工中心的基本配置。
  
  因此,剛性攻絲成為目前螺紋加工的主要方法。即用剛性彈簧夾頭夾持絲錐,主軸進(jìn)給與主軸轉速由機床控制保持一致。彈簧夾頭相對于柔性攻絲夾頭來(lái)說(shuō),結構簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜,用途廣泛,除夾持絲錐外,還可夾持立銑刀、鉆頭等刀具,可以降低刀具成本。同時(shí),采用剛性攻絲,可以進(jìn)行高速切削,提高加工中心使用效率,降低制造成本。
  
  1.2 攻絲前螺紋底孔的確定
  
  螺紋底孔的加工對于絲錐的壽命、螺紋加工的質(zhì)量等方面有較大影響。通常,螺紋底孔鉆頭直徑選擇接近螺紋底孔直徑公差的上限,
  
  例如,M8螺紋孔的底孔直徑為Ф6.7+0.27mm,選擇鉆頭直徑為Ф6.9mm。這樣,可減少絲錐的加工余量,降低絲錐的負荷,提高絲錐的使用壽命。
  
  1.3 絲錐的選擇
  
  選擇絲錐時(shí),首先,必須按照所加工的材料選擇相應的絲錐,刀具公司根據加工材料的不同生產(chǎn)不同型號的絲錐,選擇時(shí)要特別注意。
  
  因為絲錐相對于銑刀、鏜刀來(lái)說(shuō),對被加工材料非常敏感。例如,用加工鑄鐵的絲錐來(lái)加工鋁件,容易造成螺紋掉牙、亂扣甚至絲錐折斷,導致工件報廢。其次,應注意通孔絲錐與盲孔絲錐的區別,通孔絲錐前端引導較長(cháng),排屑為前排屑。盲孔前端引導較短,排屑為后排屑。用通孔絲錐加工盲孔,不能保證螺紋加工深度。再者,若采用柔性攻絲夾頭,還應注意絲錐柄部直徑及四方的寬度,應與攻絲夾頭相同;剛性攻絲用絲錐柄部直徑應與彈簧夾套直徑相同??傊?,只有合理的選擇絲錐,才能保證加工的順利進(jìn)行。
  
  1.4 絲錐加工的數控編程
  
  絲錐加工的編程較為簡(jiǎn)單?,F在加工中心一般都固化了攻絲子程序,只需將各個(gè)參數賦值即可。但要注意,數控系統不同,子程序格式不同,一些參數表示的意義是不同的。例如,SIEMEN840C控制系統,它的編程格式為:G84 X_Y_R2_ R3_R4_R5_R6_R7_R8_R9_R10_R13_。編程時(shí)只需將這12個(gè)參數賦值。
cnc加工中心螺紋銑削法
  
  2. 螺紋銑削法
  
  2.1 螺紋銑削的特點(diǎn)
  
  螺紋銑削是采用螺紋銑削刀具,加工中心三軸聯(lián)動(dòng),即X、Y軸圓弧插補,Z軸直線(xiàn)進(jìn)給的銑削方式加工螺紋。
  
  螺紋銑削主要用于大孔螺紋及難加工材料的螺紋孔的加工。它主要有以下特點(diǎn):
  
 ?、?加工速度快,效率高,加工精度高。刀具材料一般為硬質(zhì)合金材料,走刀速度快。刀具的制造精度高,因此銑削的螺紋精度高。
  
 ?、?銑削刀具適用范圍大。只要是螺距相同,無(wú)論是左旋螺紋還是右旋螺紋,均可使用一把刀具,有利于降低刀具成本。
  
 ?、?銑削加工易于排屑、冷卻,相對絲錐來(lái)講切削情況較好,特別適用于鋁、銅、不銹鋼等難加工材料的螺紋加工,
  
  尤其適合大型零部件及貴重材料的零部件的螺紋加工,能夠保證螺紋加工質(zhì)量和工件的安全。
  
 ?、?因沒(méi)有刀具前端引導,適用于加工螺紋底孔較短的盲孔及沒(méi)有退刀槽的孔。
  
  2.2 螺紋銑削刀具的分類(lèi)
  
  螺紋銑削刀具可分為兩種,一種是機夾式硬質(zhì)合金刀片銑刀,另一種是整體式硬質(zhì)合金銑刀。機夾式刀具適用范圍廣,既可加工螺紋深度小于刀片長(cháng)度的孔,也可加工螺紋深度大于刀片長(cháng)度的孔。整體式硬質(zhì)合金銑刀一般用于加工螺紋深度小于刀具長(cháng)度的孔。
  
  2.3 螺紋銑削的數控編程
  
  螺紋銑削刀具的編程與其它刀具的編程不同,如果加工程序編制錯誤,易造成刀具損壞或螺紋加工錯誤。編制時(shí)應注意以下幾點(diǎn):
  
 ?、?首先應將螺紋底孔加工好,對小直徑孔用鉆頭加工,對較大的孔應采用鏜削加工,保證螺紋底孔的精度。
  
 ?、?刀具切入切出時(shí)應采用圓弧軌跡,通常為1/2圈進(jìn)行切入或切出,同時(shí)Z軸方向應行進(jìn)1/2螺距,以保證螺紋形狀。刀具半徑補償值應在此時(shí)帶入。
  
 ?、?X、Y軸圓弧插補一周,主軸沿Z軸方向應行進(jìn)一個(gè)螺距,否則,會(huì )造成螺紋亂扣。
  
 ?、?具體舉例程序:螺紋銑刀直徑為Φ16,螺紋孔為M48×1.5,螺紋孔深度為14。
  
  加工程序如下:
  
 ?。菁y底孔程序略,該孔應采取鏜削底孔)
  
  G0 G90 G54 X0 Y0
  
  G0 Z10 M3 S1400 M8
  
  G0 Z-14.75 進(jìn)刀至螺紋*深處
  
  G01 G41 X-16 Y0 F2000 移至進(jìn)刀位置,加入半徑補償
  
  G03 X24 Y0 Z-14 I20 J0 F500 切入時(shí)采用1/2圈圓弧切入
  
  G03 X24 Y0 Z0 I-24 J0 F400 切削整個(gè)螺紋
  
  G03 X-16 Y0 Z0.75 I-20 J0 F500 切出時(shí)采用1/2圈圓弧切出G01 G40 X0 Y0 回至中心,取消半徑補償
  
  G0 Z100
  
  M30
  
  3. 挑扣法
  
  3.1 挑扣法的特點(diǎn)
  
  箱體類(lèi)零件上有時(shí)也能遇到大螺紋孔,在沒(méi)有絲錐和螺紋銑刀的情況下,可采用類(lèi)似車(chē)床挑扣的方法。
  
  在鏜刀桿上安裝螺紋車(chē)刀,進(jìn)行鏜削螺紋。
  
  公司曾經(jīng)加工一批零件,螺紋是M52x1.5,位置度是0.1mm(見(jiàn)圖1),因為位置度要求較高,螺紋孔較大,無(wú)法使用絲錐進(jìn)行加工,且沒(méi)有螺紋銑刀,經(jīng)過(guò)試驗,采用挑扣方法保證了加工要求。
  
  3.2 挑扣法的注意事項
  
 ?、?主軸啟動(dòng)后,應有延時(shí)時(shí)間,保證主軸達到額定轉速。
  
 ?、?退刀時(shí),如果是手磨的螺紋刀具,由于刀具不能刃磨對稱(chēng),不能采用反轉退刀,必須采用主軸定向,刀具徑向移動(dòng),然后退刀。
  
 ?、?刀桿的制造必須精確,尤其是刀槽位置必須保持一致。如不一致,不能采用多刀桿加工。否則就會(huì )造成亂扣。
  
 ?、?即使是很細的扣,挑扣時(shí)也不能一刀挑成,否則會(huì )造成掉牙,表面粗糙度差,至少應分兩刀。
  
 ?、?加工效率低,只適用于單件小批、特殊螺距螺紋和沒(méi)有相應刀具的情況。
  
  3.3 具體舉例程序
  
  N5 G90 G54 G0 X0 Y0
  
  N10 Z15
  
  N15 S100 M3 M8
  
  N20 G04 X5 延時(shí),使主軸達到額定轉速
  
  N25 G33 Z-50 K1.5 挑扣
  
  N30 M19 主軸定向
  
  N35 G0 X-2 讓刀
  
  N40 G0 Z15 退刀
  
  4.總結
  
  綜上所述,cnc加工中心加工螺紋的方法主要有絲錐加工、銑削加工和挑扣法,以絲錐加工、銑削加工為主要加工方法,挑扣法只是臨時(shí)應急采用的一種方法。只有正確選擇螺紋加工方法和加工刀具,才能有效提高螺紋加工效率和質(zhì)量,提高cnc加工中心使用效率,降低加工成本,每個(gè)數控加工工藝人員都應熟練掌握。

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