劉 峙

（河南許昌技術(shù)經(jīng)濟學(xué)校，河南 許昌 461500）

0 引言

隨著CNC技術(shù)的不斷發(fā)展，螺紋銑削應(yīng)用越來越廣泛，作為一種新型的螺紋加工工藝，與傳統(tǒng)的加工方法相比，在加工精度、加工效率、穩(wěn)定性等方面都具有很大的優(yōu)勢。對于銅、鋁等相對塑性較好的材料，在數(shù)控車床上加工螺紋時，極易出現(xiàn)粘刀現(xiàn)象，螺紋的精度和尺寸很難保證，表面質(zhì)量無從談起，而采用螺紋銑削則可以輕松解決這一難題。目前發(fā)達國家大批量生產(chǎn)螺紋比較廣泛地采用了銑削工藝。

螺紋銑削一般采用硬質(zhì)合金圓柱螺紋銑刀和機夾式螺紋銑刀。圓柱螺紋銑刀適用于鋼、鑄鐵和有色金屬材料的中小直徑螺紋銑削，不適應(yīng)大螺距螺紋的加工。機夾式螺紋銑刀主要用于銑削較大直徑的內(nèi)螺紋，也可以銑削外螺紋（Φ16mm～Φ30mm）。但是這些刀具的主要缺點是制造成本較高，價格昂貴。對于中小型企業(yè)，在數(shù)控銑床上加工銅、鋁材料的大直徑螺紋，耗費太高。本文通過實踐研究發(fā)現(xiàn)，在數(shù)控銑床上采用價格便宜的螺紋機夾車刀也能加工出銅、鋁材料的大直徑螺紋，表面質(zhì)量符合要求。希望此特例能給其他同行借鑒和啟發(fā)。

1 螺紋銑削原理

螺紋銑削的原理是基于數(shù)控銑床具有三軸聯(lián)動插補功能，可以實現(xiàn)空間螺旋線的插補加工，即刀具周向旋轉(zhuǎn)一周，軸向則進給一個導(dǎo)程。銑削螺紋時刀具的圓周運動產(chǎn)生螺紋直徑，而同步的直線運動則產(chǎn)生螺距。螺紋銑削示意圖如圖1所示。

2 加工實例

2.1 圖樣分析

該零件毛坯尺寸為55mm×55mm×13mm，材料為銅，零件圖樣如圖2所示。零件外形為方形，中心為一M18×1的絲孔，在以零件中心為圓心、直徑Φ44 mm 的圓周上均布4個階梯孔，孔直徑分別為Φ9mm和Φ15 mm，Φ15 mm 孔深為7 mm。所有孔端均需0.5mm 倒角。

加工后的成品如圖3所示，加工重點為中心孔中的螺紋。

圖1 螺紋銑削示意圖

圖2 螺紋零件圖

2.2 加工工藝的確定

工藝：銑面、鉆孔、銑階梯孔、銑螺紋（重點）、銑輪廓。

機床：可采用三軸聯(lián)動數(shù)控機床。本文使用云南機床廠XK7140數(shù)控銑床FANUC 0－TD 系統(tǒng)。

刀具：普通機夾內(nèi)螺紋車刀（見圖4）。

夾具：平口鉗。

2.3 螺紋銑削加工手工編程

數(shù)控銑床銑平面和輪廓很容易，本文不再闡述。使用機夾螺紋車刀銑加工螺紋，也只需手工編制出加工程序即可。加工程序如下（若加工其他的螺紋可以照此加工類推）：

圖3 零件成品

圖4 銑削加工時所使用的機夾內(nèi)螺紋車刀

3 結(jié)論

數(shù)控機床在我國機械加工行業(yè)應(yīng)用越來越廣泛，一些大型零件的螺紋加工，用傳統(tǒng)的螺紋車削和絲錐、板牙已無法滿足生產(chǎn)的要求。而在數(shù)控銑床和加工中心得到廣泛應(yīng)用的今天，采用三軸聯(lián)動機床進行螺紋銑削加工，較其他加工方式其優(yōu)勢更加明顯。

（1）效率高、適用廣。螺紋銑削采用高速切削和快速進給加工方式，節(jié)省加工時間；其加工工序高度集中，螺紋銑刀能完成鉆孔、倒角、銑螺紋多道工序且加工出的螺紋可全部為有效長度；同一把刀具還可以完成左右旋向螺紋、內(nèi)外螺紋以及不同螺距規(guī)格螺紋的加工。在三軸聯(lián)動的數(shù)控銑床上幾乎可以實現(xiàn)各種情況的螺紋加工，特別是對于不完整孔的螺紋加工、難切削材料的螺紋加工以及小直徑盲孔零件螺紋和大直徑螺紋加工均有出色的表現(xiàn)。

（2）精度高、質(zhì)量好。用傳統(tǒng)方式加工螺紋，存在著切削速度低、難以斷屑等問題，要想獲得較好的表面光潔度和螺紋精度相當(dāng)困難。但對于螺紋銑削來說則不是問題，首先銑床具有較高的切削速度，即使是較小的切削力也能保持切削表面的光滑；其次銑床具有較好的冷卻和斷屑功能，細碎的切屑可以輕松地被高壓冷切液沖出工件而不會劃傷已加工表面；再次在銑床上能實現(xiàn)一次定位裝夾便可以加工多個螺紋或者多道工序的目的，可以精確保證各被加工要素之間的相對位置精度。另外由于螺紋加工是靠螺旋插補來保證精度的，因此只需要調(diào)整一下程序就能獲得所需的高精度螺紋，該特點在精度螺紋加工中擁有絕對優(yōu)勢。

（3）刀具省、穩(wěn)定性好。在數(shù)控銑床上加工螺紋，切屑短，切速高，排屑容易，刀具磨損少。實踐證明，相同的螺紋車刀在數(shù)控銑床上的使用壽命是在數(shù)控車上使用壽命的4倍～8倍。采用傳統(tǒng)的螺紋加工方法加工如鈦合金、高溫合金和高硬度材料等這些難加工材料時，很容易發(fā)生刀毀工件損壞的現(xiàn)象，而采用螺紋車刀來加工則可以避免這類問題的發(fā)生。其原因是由于螺紋車刀在銑削螺紋時切削刃是逐漸切入材料的，因此它產(chǎn)生的切削力比較小，很少會出現(xiàn)斷刀或夾刀現(xiàn)象。即使出現(xiàn)斷刀，由于車刀刀頭比螺紋孔要小很多，也可以輕松從工件中取出斷裂部分而不會傷及工件。

［1］ 傅水根.機械制造工藝基礎(chǔ)［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2010.

［2］ 楊豐.數(shù)控加工工藝［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2010.

［3］ 孫德茂.數(shù)控機床銑削加工直接編程技術(shù)［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2004.