一、單刃螺紋銑刀螺紋銑削的加工

 

 （1）螺紋銑削原理

  

 采用的螺紋銑刀，刀刃與被加工螺紋齒形相同，刀具每在水平平面運(yùn)動(dòng)一周，則垂直平面直線移動(dòng)一個(gè)P （導(dǎo)程），重復(fù)此加工過(guò)程即可完成螺紋的加工。在實(shí)際加工中，在主軸的帶動(dòng)下，螺紋銑刀作螺旋銑削加工，每螺旋銑削一周，刀具Z軸方向移動(dòng)一個(gè)下刀高度（導(dǎo)程）。

 （2）螺紋銑刀

  

 隨著刀具制造業(yè)的發(fā)展，以及刀具材料、工藝的廣泛應(yīng)用，螺紋銑刀由原來(lái)的高速鋼、硬質(zhì)合金整體式銑刀，發(fā)展到帶涂層的、可更換刀片的機(jī)夾式銑刀，目前，使用最廣泛的包括：?jiǎn)稳锌赊D(zhuǎn)位螺紋銑刀，多刃可更換刀片螺紋銑刀以及多刃多頭螺紋銑刀。

1） 單刃可轉(zhuǎn)位螺紋銑刀：如圖2所示，螺紋銑刀螺距不固定，可加工任意螺距的螺紋。其結(jié)構(gòu)像內(nèi)螺紋車刀，他的優(yōu)勢(shì)在于：刀片與螺紋車刀可通用，每次加工時(shí)只需要一個(gè)螺紋加工齒，磨損后可更換其余兩齒使用，從而使成本降低，而且其規(guī)格齊全，價(jià)格低廉，容易購(gòu)買；劣勢(shì)在于：加工效率較低，不適合大批量生產(chǎn)。

  

 2） 多刃可更換刀片螺紋銑刀：如圖3 所示，定螺距螺紋銑刀，刀片上刀齒間距固定，僅能加工與之對(duì)應(yīng)螺距的螺紋。加工時(shí)，刀具上所有的刀齒均參與切削，效率較高，若其中一個(gè)加工齒磨損或損壞，將影響與之對(duì)應(yīng)的那段螺紋的加工質(zhì)量。他的優(yōu)勢(shì)在于：刀片更換方便，加工效率高，適宜大批量生產(chǎn)；劣勢(shì)在于：通用性差，只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：如圖4所示，定螺距螺紋銑刀，和多刃可更換刀片螺紋銑刀一樣，刀片上刀齒間距是固定的，只能加工與之對(duì)應(yīng)螺距的螺紋。優(yōu)勢(shì)在于：為整體制造，且具有多排多齒螺旋切削刃， 在加工時(shí)，切削更平穩(wěn)，效率更高，可實(shí)現(xiàn)大批量螺紋的高速加工；劣勢(shì)在于：只能加工特定螺距的螺紋，刀具價(jià)格昂貴，使用成本非常高。

 在實(shí)際生產(chǎn)中，除特殊行業(yè)有大批量進(jìn)行螺紋銑削需要外，絕大多數(shù)中、小企業(yè)對(duì)螺紋的銑削都是單件和小批量生產(chǎn)，因此，出于生產(chǎn)成本及通用性考慮，本文僅以單刃螺紋銑刀銑削螺紋展開(kāi)討論。

  

（3）單刃螺紋銑刀的加工優(yōu)點(diǎn)

  

 1） 刀具通用性好

  

 一把刀具可加工與刀具相同齒形的任意直徑的內(nèi)、外螺紋，且沒(méi)有旋向限制。省去了加工不同螺距螺紋、需使用大量不同螺距螺紋銑刀的麻煩，減少了加工中刀具的使用。

  

 2） 加工精度高

  

 采用單刃螺紋銑刀銑削螺紋，可獲得較小的表面粗糙度，通過(guò)刀具半徑補(bǔ)償和修改程序來(lái)控制螺紋加工精度，可加工出任意中徑公差的螺紋。

  

 3） 加工效率高

  

 螺紋銑刀大多使用硬質(zhì)合金制造，能采用較高的切削速度和進(jìn)給率，且切削力小，效率高。

  

 4） 可加工至整個(gè)螺紋深度

  

 在加工盲孔螺紋時(shí)，銑螺紋可將螺紋加工至孔底部，加工出整個(gè)螺紋深度，無(wú)螺紋導(dǎo)向錐。

  

二、單刃螺紋銑刀銑削螺紋的編程

  

（1）編程的方法

 

 根據(jù)螺紋的結(jié)構(gòu)和形成原理，分析可知，只要保證螺紋銑刀在作整圓銑削的過(guò)程中，每圈Z向進(jìn)給的距離固定不變（螺距），且每次都從一個(gè)固定的Z 點(diǎn)進(jìn)刀，就可以加工出所需的螺距的螺紋。

  

（2）普通螺紋計(jì)算公式：

 中徑d2=d-0.649 5 t；

 內(nèi)徑d1=d-1.082 5 t；

 理論高度H=0.866 0 t；

 工作高度h=0.541 3 t；

 圓角半徑r=H/6=0.144 3 t；

 內(nèi)螺紋的螺紋底孔直徑為：公稱直徑-1.3P；

 內(nèi)螺紋單邊加工余量為：0.65P。 

 以上：P——導(dǎo)程；

             t——螺距。

  

（3）程序編制

  

 以在FANUC- 0i數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控銑設(shè)備上，用 20 mm的單線螺紋刀加工M43×1.5-7H的非標(biāo)螺紋，深度為30 mm 的內(nèi)螺紋為例，程序編寫(xiě)如下：（外螺紋加工程序，只需改動(dòng)進(jìn)退刀點(diǎn)和子程序中的圓弧銑削方向指令即可）

  

 1） 簡(jiǎn)單編程

  

 程序編寫(xiě)的思路，就是將一個(gè)下刀高度作為螺旋線高度編成一個(gè)子程序，通過(guò)用戶參數(shù)設(shè)置G10指令[3]改變刀具半徑補(bǔ)償值，重復(fù)調(diào)用螺旋加工子程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工。

 

  

     經(jīng)實(shí)際加工驗(yàn)證，采用單刃螺紋銑刀和上述加工程序進(jìn)行螺紋加工時(shí)，程序運(yùn)行時(shí)間短，只需8分鐘；表面質(zhì)量好，表面粗糙度可達(dá)Ra1.6；螺紋中徑控制精確、一致性好，連續(xù)加工4個(gè)螺紋孔，螺紋中徑均無(wú)變化；刀具耐用度高，連續(xù)加工4個(gè)螺紋孔后，刀具無(wú)任何磨損痕跡，并且不需要到專業(yè)廠家定制非標(biāo)專用絲錐，大大降低了購(gòu)置專用刀具的成本。

      實(shí)際生產(chǎn)中，在滿足使用要求和加工精度的前題條件下，盡可能采用單刃螺紋銑削加工方式加工螺紋，可擴(kuò)大數(shù)控設(shè)備的加工范圍，減少生產(chǎn)投入，提高零件加工效率，且具有加工精度高、并對(duì)大直徑及非標(biāo)準(zhǔn)螺紋的加工非常方便等諸多優(yōu)勢(shì)，因以，在加工中心、數(shù)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。