在數(shù)控銑床上加工螺紋，主要采用攻絲和用單刃螺紋銑刀銑削或用螺紋梳刀銑削等方法。以下對(duì)攻絲和應(yīng)用單刃螺紋銑刀銑削加工螺紋的方法進(jìn)行介紹和分析。

　　1 攻絲加工

　　1．1 攻絲加工的方法
        攻絲加工是利用絲錐進(jìn)行螺紋加工，其加工過(guò)程和傳統(tǒng)方法相同，在加工進(jìn)給和退出時(shí)要保證絲錐轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)在進(jìn)給方向進(jìn)給一個(gè)螺距，屬于成型刀具加工，剛性攻絲，其加工過(guò)程都是由數(shù)控銑床自動(dòng)控制，生產(chǎn)效率和質(zhì)量得到了提高，程序編制簡(jiǎn)單方便。攻絲屬于比較困難的加工工序，因?yàn)榻z錐幾乎是被埋在工件中進(jìn)行切削，其每齒的加工負(fù)荷比其它刀具都要大，并且絲錐沿著螺紋與工件接觸面非常大，切削螺紋時(shí)它必須容納并排除切屑，所以一般只有小直徑、小螺距的螺紋采用攻絲加工的方法。一般情況下M6—M16、螺距小于2 mm 的精度不高的內(nèi)螺紋較適合在數(shù)控銑床上采用攻絲加工。

　　1．2 攻絲加工的程序編制

　　攻絲加工的編程指令為G84 攻絲循環(huán)指令，其格式為:

　　G84 X__ Y__ Z__ R__ F__

　　其中X、Y 為螺紋孔中心的坐標(biāo)，Z 為螺紋孔底深度的坐標(biāo)，R 為參考點(diǎn)平面的位置，F(xiàn) 為進(jìn)給速度，其值為主軸轉(zhuǎn)速和螺距乘積。G84 攻絲循環(huán)指令的加工動(dòng)作過(guò)程為: ( 1) 位，絲錐快速運(yùn)行至工件安全平面; ( 2) 位，絲錐快速移動(dòng)到參考點(diǎn)平面; ( 3) 位，攻絲加工至孔深尺寸; ( 4) 位，在孔底主軸反轉(zhuǎn); ( 5) 位，退出到參考點(diǎn)平面，準(zhǔn)備加工下一孔，或快速退至工件安全平面。

　　如圖1 所示零件，加工M10 粗牙內(nèi)螺紋，工件材料為L(zhǎng)Y12 鋁合金，螺紋深度10 mm，螺距為1． 5 mm，選擇主軸轉(zhuǎn)速100 r /min，進(jìn)給速度150 mm/min，Φ8． 5 mm 螺紋底孔已加工完成，以工件上表面中心為工件原點(diǎn)，程序如下:

　　01

　　G54 G90 G00 Z60;

　　M03 S100;

　　X － 30 Y0;

　　G99 G84 X － 30 Y0 Z － 13 R5 F150

　　G98 X30

　　M05;

　　M30;

　　2 銑削加工

　　2．1 螺紋銑削的方法

　　其加工方法是利用數(shù)控銑床螺旋線插補(bǔ)功能進(jìn)行銑削，在XY 軸進(jìn)行圓弧插補(bǔ)的同時(shí)，Z 軸進(jìn)行直線插補(bǔ)進(jìn)給。采用單刃螺紋銑刀銑削螺紋時(shí)，其走刀軌跡為螺旋線，主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量與螺紋的螺距無(wú)關(guān)，這與一般螺紋加工中保證進(jìn)給量與轉(zhuǎn)速的對(duì)應(yīng)關(guān)系有著本質(zhì)區(qū)別，其加工的速度和進(jìn)給量可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)控，以達(dá)到*佳的切削效果和加工質(zhì)量。

　　2．2 螺紋銑削的特點(diǎn)

　　對(duì)于采用數(shù)控銑削方式加工螺紋，它的特點(diǎn)就是用同一把刀具可以加工具有不同螺距、不同直徑、左旋和右旋不同的螺紋，在加工中可以通過(guò)修改刀具半徑補(bǔ)償值來(lái)調(diào)整每次進(jìn)刀深度，進(jìn)行多次切削，以實(shí)現(xiàn)粗、精加工分開，達(dá)到螺紋加工的尺寸和質(zhì)量，尤其對(duì)于大直徑中小螺距的螺紋孔，此方法具有*大的優(yōu)越性。

　　螺紋銑削加工與傳統(tǒng)螺紋加工方式相比，在加工精度、加工效率方面具有極大優(yōu)勢(shì)，且加工時(shí)不受螺紋結(jié)構(gòu)和螺紋旋向的限制，對(duì)于不允許有過(guò)渡扣或退刀槽結(jié)構(gòu)的螺紋，采用傳統(tǒng)的車削方法或絲錐、板牙很難加工，但采用數(shù)控銑削卻十分容易實(shí)現(xiàn)。另外，螺紋銑刀的耐用度是絲錐的十多倍甚至數(shù)十倍，而且在數(shù)控銑削螺紋過(guò)程中，對(duì)螺紋直徑尺寸的調(diào)整極為方便，這是采用絲錐、板牙難以做到的。

　　2．3 螺紋銑削的程序編制
        如圖2 所示零件，加工M42X1． 5 － 7H 深24 mm 的螺紋，工件材料為45#鋼調(diào)質(zhì)，硬度為HRC24 ～ 28，刀具采用可換刀片的25 mm 單刃螺紋銑刀，如圖3 所示，其螺紋加工的關(guān)鍵是螺紋加工進(jìn)給方向和切削用量的選擇。

　　以FANUC 0i Mate － MC 數(shù)控系統(tǒng)為例，其螺旋線插補(bǔ)功能由G02 /G03 指令實(shí)現(xiàn)，編程格式為:

　　G02 /G03 X__ Y__ I__ J__ Z__ F__;

　　程序中G02 代表沿順時(shí)針?lè)较蚵菪€插補(bǔ); G03 代表沿逆時(shí)針?lè)较蚵菪€插補(bǔ); X__Y__Z__代表螺旋線插補(bǔ)的終點(diǎn)坐標(biāo); I__J__代表螺旋線的軸心坐標(biāo)相對(duì)于螺旋線起點(diǎn)坐標(biāo)在X、Y 方向?qū)?yīng)的坐標(biāo)增量，一條指令一次實(shí)現(xiàn)一個(gè)整圓的螺旋線插補(bǔ)［1］。在實(shí)際加工中，若要實(shí)現(xiàn)多圈的螺旋線插補(bǔ)則可通過(guò)子程序或宏程序來(lái)編程，選擇從上向下銑削或從下向上銑削都可以完成螺紋的加工，為了采用順銑的方式，右旋螺紋要從下向上銑，如圖4 所示，1表示進(jìn)給方向，2表示螺旋線插補(bǔ)方向，3表示主軸旋轉(zhuǎn)方向，這樣有利于排屑，

　　可以預(yù)防切屑的堆積和減小刀具磨損，保證加工質(zhì)量。切削參數(shù)可選V = 70 m/min，單齒進(jìn)給量0． 035 mm/r，主軸旋轉(zhuǎn)速度n = 900 r /min，進(jìn)給速度F = 32 mm/min，銑削深度通過(guò)

　　修改刀具半徑值D01 分三次逐步達(dá)到，可先設(shè)定為12． 9 mm，再設(shè)為12． 6 mm，*后設(shè)為12． 5 mm，加工完后使用螺紋塞規(guī)檢測(cè)其是否到尺寸。

　　( 1) 用子程序編程加工螺紋

　　以增量方式把螺紋加工插補(bǔ)一圈的過(guò)程編寫為子程序，然后進(jìn)行若干次調(diào)用，實(shí)現(xiàn)整個(gè)螺紋的加工，此程序需調(diào)用子程序16 次，程序如下:主程序

　　01

　　G54 G90 G00 G40 Z60． 0;

　　M03 S900;

　　X0 Y0;

　　Z10． 0;

　　G01 Z － 29． 0 F200;

　　G41 G01 X21． 0 Y0 D01 F32;

　　M98 P160002;

　　G90 G40 G01 X0 Y0;

　　Z10． 0 F300;

　　G00 Z60． 0;

　　M05;

　　M30;

　　子程序

　　02

　　G91 G03 I － 21． 0 Z1． 5;

　　M98;

　　( 2) 用宏程序編程加工螺紋

　　用宏程序變量編程和循環(huán)功能可實(shí)現(xiàn)螺旋線終點(diǎn)坐標(biāo)的自動(dòng)變化和螺紋加工的連續(xù)性進(jìn)行，程序中只需設(shè)定一個(gè)變量#1，其初始賦值為1． 5 mm，即螺距大小，因?yàn)槊窟M(jìn)行一整圈螺旋線插補(bǔ)后其終點(diǎn)Z 坐標(biāo)變化一個(gè)螺距，只要根據(jù)螺旋線起點(diǎn)坐標(biāo)和加工圈數(shù)即可求得實(shí)際終點(diǎn)的Z 坐標(biāo)值，而利用宏程序循環(huán)功能可實(shí)現(xiàn)螺旋線插補(bǔ)的自動(dòng)進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)螺紋的整體加工，程序如下:

　　03

　　G54 G90 G00 G40 Z60． 0;

　　M03 S900;

　　X0 Y0;

　　Z10． 0;

　　螺紋的加工方法多種多樣，傳統(tǒng)的螺紋加工方法主要為采用螺紋車刀車削螺紋或采用絲錐、板牙手工攻絲及套扣。隨著數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展，尤其是三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工系統(tǒng)的出現(xiàn)，應(yīng)用數(shù)控銑床對(duì)螺紋進(jìn)行加工已經(jīng)成為非常重要和使用廣泛的方法與手段。