淺談在數控加工中心上的內螺紋加工

【摘要】在機械部件上螺紋是很常見的，螺紋的加工一般放在最后幾道工序中，是機械加工非常重要環節之一，而內螺紋的加工又是一個難點和重點。本文通過總結數控加工中心上內螺紋的加工方法，對內螺紋加工的方法、刀具的選擇及注意事項進行了簡單的分析和說明。

【關鍵詞】加工中心；內螺紋加工；銑螺紋

數控機床由于其生產效率及加工精度高、加工質量穩定可靠，在機械制造領域中的應用越來越廣泛。數控加工中心加工工序集中、柔性好、適合加工形狀復雜、加工精度要求高的零件，但是螺紋加工的問題如果解決不好，就會影響加工效率和被加工零件的加工精度，螺紋加工分為外螺紋加工和內螺紋加工。加工中心上加工內螺紋一般有兩種方法：攻絲和銑螺紋。

一、攻絲

采用絲錐加工內螺紋是最常用的加工方法，它主要適用于直徑較小（D<30mm），孔位精度要求不高的內螺紋。在以前，內螺紋均采用柔性攻絲，即采用柔性攻絲夾頭夾持絲錐，攻絲夾頭可以補償機床軸向進給與主軸轉速不同步造成的進給誤差，保證螺距的正確性。但它的缺點是結構復雜，價格較高，易損壞，加工效率較低。下面來介紹加工中心攻絲程序編制（Fanuc-M）。（1）攻絲的動作組成。第一，X、Y軸快速定位到孔中心的位置上；第二，快速移動到安全平面（R點）；第三，主軸開始正轉攻絲；第四，孔底主軸停P秒（單位：毫秒）；第五，主軸反轉退出；第六，返回到R點；第七，快速移動到初始點。（2）指令格式：G90（G91）G99（G98）G84（G74）X_Y_Z_R_P_F_K_。X_Y_：螺紋孔位數據Z_：孔底Z點坐標（G90）孔底Z點相對于參考點R的增量值（G91）R_：參考點R的Z軸坐標（G90）參考點R相對于初始點B的增量值（G91）P_：孔底暫停時間（單位：毫秒）F_：切削進給速度K_：重復次數（須以G91指定使用）G90、G91分別是絕對量編程和增量編程，G98、G99分別指攻絲結束后返回初始平面和安全平面，G84、G74分別指攻右旋螺紋和左旋螺紋。在攻絲期間，進給倍率不起作用。進給暫停不停止機床，直到回退動作完成。該指令執行前，使用輔助功能M代碼使主軸順（逆）時針旋轉。攻螺紋過程要求主軸轉速與進給速度成嚴格的比例關系，編程時要求根據主軸轉速計算進給速度。（進給速度=主軸轉速×導程）程序的最后要用G80取消固定循環。

二、銑螺紋

當我們遇到螺紋的大徑較大時，采用絲錐的加工方法會比較困難。制造較大的絲錐成本會很高，絲錐在攻絲時需要的切削力矩也較大，這樣絲杠要承受很大的力矩，會降低機床的使用壽命，刀具在部件中斷裂的風險也會增加。隨著數控加工技術的發展，三軸聯動數控加工系統的出現，使螺紋的數控銑削得以實現。螺紋銑削加工與傳統螺紋加工方式相比，在加工精度、加工效率方面具有極大優勢，且加工時不受螺紋結構和螺紋旋向的限制。此外，螺紋銑刀的耐用度是絲錐的十多倍甚至數十倍，而且在數控銑削螺紋過程中，對螺紋直徑尺寸的調整極為方便，這是采用絲錐、板牙難以做到的。如果螺紋銑刀斷裂，也會很容易的取出。（1）螺紋銑削的原理和優（缺）點。原理：使用G02/G03進行圓弧插補，同時Z軸走一個螺距P的量，從而實現螺旋線走刀，銑出螺紋。優點：螺紋銑削可用于加硬度較高的材料；不受螺紋結構（外螺紋/內螺紋）和旋向（左旋/右旋）的限制；同一螺距的螺紋銑刀可加工不同直徑的螺紋；不會產生連續長切屑，避免切屑纏在孔內并折斷刀具，采用很高的切削速度，較小的切削力獲得較高的表面質量；通過改變刀補值來控制螺紋直徑尺寸，能高精度地加工深螺紋，大螺紋，大螺距螺紋；相對攻絲來說對機床的功率要求較小。缺點：首先，它需要使用3軸聯動的數控機床；其次，它只能加工3倍徑左右深度的螺紋；再次，單個的螺紋銑刀比絲錐昂貴，盡管在批量加工中它的成本比絲錐更低。（2）螺紋銑刀的分類及用途。第一，整體式螺紋銑刀，外形很像是圓柱立銑刀與螺紋絲錐的結合體，加工中的螺旋升程靠機床實現。該刀具既可加工右旋螺紋，也可加工左旋螺紋，但不適用于較大螺距螺紋的加工。第二，機夾螺紋銑刀，特點是刀片易于制造，經濟性好。因此，該刀具常用于加工鋁合金材料。第三，焊接式螺紋銑刀，用于加工深孔或者特殊工件，把螺紋銑刀刀頭焊于另一工具之上的DIY式螺紋銑刀。

通過上述簡單的介紹我們了解了在加工中心上內螺紋的加工方法，了解了螺紋加工的新動向。隨著科技的不斷發展和進步，肯定會有更多的新技術、新方法出現。我們要努力學習這些新的技術，為我國的制造業做一份自己的貢獻，盡快的縮小我們與西方的差距，使我國盡快的成為制造強國、制造大國。

參 考 文 獻

[1]徐國權主編．數控機床結構編程與操作[M]．江蘇：江蘇鹽城技師學院，2007（4）

[2]陸劍中，孫家寧主編．金屬切削原理與刀具[M]．北京：機械工業出版社，2005（1）