大型內螺紋的旋風銑削加工

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大型內螺紋的旋風銑削加工大型內螺紋的旋風銑削加工摘要：1 前言傳統的螺紋加工主要采用螺紋車刀車削螺紋或采用絲錐、板牙手工攻絲及套扣等方法。隨著數控加工技術的發展，尤其是三軸聯動數控加工技術的出現，使更先進的螺紋加工方式—螺紋的數控銑削得以實現。螺紋銑削加工主要采用數控撞、銑類機床或加工中心。對于小直徑內螺 2002:機床,入世是挑戰更是機遇專家指出要加大我國數控機床研發力度加快普及型數控機床的發展漫話中國機床制造業的服務競爭中國銑床和加工中心市場的現狀和展望國內外車床的技術水平和發展方向世界加工中心的生產、需求和發展動向國內外機床發展趨勢世界數控系統發展趨勢切削加工技術和數控機床的發展現代機床產品技術發展趨勢我國高速加工技術現狀及發展趨勢利用先進制造技術提升汽車活塞加工水平瓶蓋及瓶口模具上特殊螺紋的數控車削深孔的螺紋加工數控車床螺紋切削方法分析與應用磨削蝸桿砂輪的修整精密零件多臺階面磨削的新方法曲軸連桿頸的跟蹤磨削工藝
' `/ P! K0 c8 M, w+ n3 s0 a1 前言
傳統的螺紋加工主要采用螺紋車刀車削螺紋或采用絲錐、板牙手工攻絲及套扣等方法。隨著數控加工技術的發展，尤其是三軸聯動數控加工技術的出現，使更先進的螺紋加工方式—螺紋的數控銑削得以實現。螺紋銑削加工主要采用數控撞、銑類機床或加工中心。對于小直徑內螺紋(≤20mm)常用攻絲、套扣等方法來加工;對于材質硬度高、孔數較多的大型精密非標準內螺紋的加工，用這些傳統的加工方法則比較困難。英格索爾的NC-120內螺紋旋風銑削加工方法，則很好地解決了用傳統方法難以加工的大型精密內螺紋的加工問題。它可嚴格控制中徑公差、減小或消除刀具切削時對牙型的干涉，大大提高了被加工螺紋的精度，并且加工效率高。本文主要介紹旋風銑削的加工工藝方法和編程。 2 加工原理和加工工藝方法

• 加工原理和軌跡 在數控鏜銑類機床上加工大型內螺紋，可采用旋風銑削，其加工原理為:高速旋轉的成形銑刀，其刀尖回轉圓始終與內螺紋外徑處于內接狀態，與此同時，刀具繞工件孔軸線作螺旋運動，此時60°成形刀把與刀尖干涉的金屬切除，在工件孔壁上就切出螺紋槽。螺旋運動由數控機床的螺旋插補功能來實現。為防止加工到孔底部時，切屑與刀具的干擾阻擠和加工部位被切屑遮蓋，旋風銑削均采用從孔底向外加工的走刀方向。
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  圖1 銑削內螺紋刀具

• 刀具和附具 在內螺紋的旋風銑削時是借用NC-120裝置上的刀片、刀盤和刀桿，其機構如圖1所示。并設計制造了一根專用接桿，前面連接NC-120刀桿和刀盤，后面的錐柄與機床主軸連接(圖1)。該刀片是可轉位、不重磨硬質合金刀片，其尺寸和角度精度較高，可裝于銑刀盤，同時裝4～6把刀片，組成多刃銑刀盤。通過刀盤尾部的定心柱和螺紋與刀桿聯結，又通過刀桿尾部的短錐、鍵和螺釘，緊固在可裝入錐孔的專用刀桿上。該刀具有同時參與切削的刀片多、精度高、耐磨性能好等優點。由于刀具直接連接主軸，在選擇刀盤時，主要是考慮加工螺距的大小和螺孔的深淺，螺孔直徑不是考慮的主要因素。銑螺紋用的刀具也可自行設計，但其制造精度要滿足工作的要求。為保證其牙廓尺寸精度和表面粗糙度，盡可能采用多刃結構。
  

  圖2 內螺紋牙形尺寸和刀尖

• 螺紋有關參數的計算 內螺紋的牙型尺寸和刀點如圖2所示。螺紋標準中規定其牙型是將等腰三角形尖峰削去H/8高度，并以此處作為螺紋公稱直徑。圖2中體現螺紋配合間隙的要求。數控銑削中，為使圖2中所示的刀尖A與牙型尺寸中的點B重合，必須計算出螺孔的最大直徑D1。其計算如下： D1=d+2×H/8=d+H/4式中，H=0.866P，P為螺距，中徑公差按其公差值的1/3考慮，則D1直徑還將加大： D1=d+H/4+e/3式中，e為中徑公差值。
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3 程序編制 以西門子8系統為例，介紹其數控程序的編制。以子程序形式編寫。用R參數代替語句中的數碼和數值，能適用于不同直徑、不同螺距、不同深度的螺紋加工，具有一定的通用性。程序按刀具中心軌跡編寫，所以不需要使用刀補功能。程序可存入機床，使用時，由主程序調用并給出切削用量、初始參數賦值，同時使刀具中心定位在已加工好的底孔上方。

圖3 內螺紋銑削工作圖及參數定義

• 程序的初始賦值參數的定義和軌跡 圖3是內螺紋旋風銑削程序軌跡及參數定義：RO1—加工螺紋公稱直徑；
  8 v* B+ ?2 e' x! NR03—專用銑刀盤刀尖直徑(SK)；
  R05—加工螺紋的深度；
  R06—螺紋中徑的公差值；
  * u& m# L2 W7 J- Y7 TR08—螺紋銑削走刀速度；
  R09—螺距；
  5 T  A, F; P3 f  P: mR11—刀具軸編號(X軸，111=1；Y軸，111=2；Z軸，R11=3)。
• XY平面上內螺紋銑削程序框圖 在XY平面上進行內螺紋銑削的程序框圖如圖4所示：
  

  - m6 k* U# a9 `圖4 程序流程圖

• XY平面上內螺紋銑削程序 對于數控鏜、銑類機床(加工中心)來說，螺紋銑削加工程序的編制主要采用G02、GO3圓弧插補指令，形成螺旋插補運動。下面是西門子8M系統使用的子程序單：N1 R1O 0.8S6 R12 4 R50 0;
  R52 2 R53 R02 0
  R54 0
  N2 R30×RO9 R00 0 R30/R32;
  N3 R01 R30 R00 0 R06/R51;
  ' n' l, C, w5 b7 l! \" L! _/ PN4 R01 R06 R00 0 R01-R01;
  " s! S3 D2 B9 l$ pN5 R01/R52 R00 0 R02 R01;
  N6 R02/R52 R00 0 R54 R01 ;
  " ~7 x3 H8 {4 a5 vN7 R54×R51 R00 0 R05 R54 ;
  8 x6 C9 H0 q+ L# rN8 G64 G91 G01 Z-R05 FR08 M03;刃具進入孔底
  N9 G03 X-R01 Y0 PR2;圓弧切入至最大外徑
  ! K4 q, O1 ?# z) [& |N10 G03 X0 Y0 IR01 J0 ZR9;螺旋插補銑削一扣
  ; v/ Y  c  k+ C- |7 cN11 R50 R09;已加工長度增加一個螺距
  N12 @02-10 R5 R50;判斷R05%26gt;R50時，前跳到N10段
  % J- H# ]* E5 u- c: [, t  n5 j# g# IN13 G00 XR01 M05;R05≤R50時，刀具退到孔中心
  9 M& p6 c. B2 z  n8 k! iN14 G90 G60 M17;子程序結束 程序是按加工右旋內螺紋設計的，也可按同樣方法編寫左旋內螺紋的通用參數子程序。
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4 結論 用旋風銑削法來加工大型精密內螺紋，能嚴格控制中徑公差，加工精度好，效率高。由于采用了子程序技術，編程較為簡便。且對于不同類型的螺紋，只需修改程序中的參數即可，程序可保存于數控系統中，加工時調出，適合于批量生產。我們在型號為XK713型數控機床上采用了旋風銑削加工M200 的大型內螺紋，結果表明，用該方法加工，生產效率比用傳統方法加工提高了40%，且容易控制其加工精度。　　

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天元環保

介紹的很詳細，學習！

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學習！！

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現在小徑內螺紋也可以用旋風銑加工，前幾天我幫客戶做了M1.6的內螺紋，零件是用在齒科手術上的。京瓷的刀具每把可做2000件以上。