數控機床螺紋銑削技術的應用研究

徐州重型機械有限公司（江蘇 221004) 李 云

近年來，螺紋銑削技術大量應用于我公司起重機及消防車產品中，提高了加工效率和產品質量，起到了降本增效的作用。由于可以加工相同螺距的任意直徑的螺紋，這樣就免去了采用大量不同類型絲錐的必要性。經過不斷總結，并通過現場試驗得出了一些應用技巧。

1.OKUMA系統數控機床上銑螺紋技術的應用

公司某大噸位全地面起重機轉臺座圈面有68個均布的M48螺紋孔，加工難度大，據工人介紹此處攻螺紋時機床功率不足，后來經改進，采用一把瓦格斯TM4SC40W42-120-3U螺紋銑刀 (見圖1)，刀具直徑為42mm，加工出的螺紋質量很高，很好地解決了這個問題。

圖1

數控系統為大隈OKUMA數控系統，數控機床為動梁定龍門式五面體加工中心。

銑螺紋前，先將底孔加工到φ42.587mm(M48螺紋孔的底孔是φ42.587mm)。再用螺紋銑刀加工螺紋。加工的難點在于程序的編制，這里用宏程序編程，設置了三個變量解決這一問題。三個變量中VC1是起始點的位置，VC2是孔的角度，VC3是螺距。由于 M48螺紋孔的螺距為 5mm，所以設置VC3=VC3-5，即每次往下銑一個螺距，采用三軸聯動的方式銑削螺紋。兩個IF循環的宏程序保證銑完一個螺紋孔后緊接著就能銑下一個孔的螺紋。如圖2所示，D是內螺紋的基本大徑，D1是內螺紋的基本小徑，D2是內螺紋的基本中徑，P是螺距，H=。查標準GB/T196—2003可知，M48的螺紋孔D1的值為42.587mm，從圖中可以看出，螺紋最深處的直徑D3=D1+2× (6H/8)，由于刀具直徑D4為42mm，可以計算得出螺紋銑刀在機床XY平面內圓弧插補的半徑為R=(D3-D4)/2，經計算得出R=3.5mm。實際現場加工的時候，可以先加工出兩扣螺紋，用M48的螺紋塞規檢查，檢查合格之后，再進行下一步的加工。如果不合格，則需要對該R值進行修正，避免出現工件報廢的情況。轉臺底板簡圖如圖3所示。

圖2

圖3

螺紋銑削的程序:(OKUMA系統)

FANUC數控系統與OKUMA數控系統大部分的功能是一樣的，只是部分功能有區別，所以這里不再贅述。上述OKUMA系統的程序用G92指令設置螺紋孔圓心為工件坐標系零點。如果是FANUC系統，可以用G52指令建立局部坐標系，將零點偏移到要加工的孔的圓心，完成均布螺紋孔的銑削加工 (SIEMENS系統用TRANS偏移工作坐標系零點)。

2.SIEMENS系統數控機床上銑螺紋技術的應用

目前西門子公司最新的SINUMERIK840DSL數控系統，沒有提供銑削內螺紋方面的固定循環，因此需要用戶手工編程。可以運用TRANS指令將工件坐標系零點偏移到要加工的孔的圓心，完成均布螺紋孔的銑削加工。

螺紋銑削的程序:(SIEMENS840D系統)

3.結語

加工大直徑螺紋孔的時候，用螺紋銑刀具有較大的優勢，相對于攻螺紋這種傳統的螺紋加工方法，螺紋銑刀功能更強大，能有效地解決排屑困難、功率不足等方面的問題。當遇到硬度較高的特殊金屬時，銑削螺紋也能很好地完成加工。本文對比了OKUMA、FANUC和SIEMENS三種數控系統上銑螺紋技術的應用，體現了不同的系統編程時在指令、變量、跳轉方式等方面的差異，有助于讀者理解、掌握相關技術。