數控加工中心的行星螺紋銑削法的原理及實踐

王佳亮

摘 要：本文重點對行星螺紋銑削加以論述，介紹了數控加工中心實現行星螺紋銑削的原理，并通過具體加工實例闡述實踐過程。

關鍵詞：數控加工中心；行星螺紋；銑削法

中圖分類號：TG547 文獻標識碼：A

0.前言

現代化加工手段隨著科學技術的發展而不斷提高，企業對于機械產品的生產效率和產品質量的要求也越來越高。在工業化、信息化“兩化融合”背景下，批量、高效率、自動化的生產特點已成為當今趨勢。

數控加工中心作為目前世界上產量最高、應用最廣的數控機床，它能將銑削、鏜削、攻螺紋、切削螺紋等功能集中起來。其加工的螺紋與普通機床不同，除了采用挑絲、攻絲等傳統加工螺紋的方法外，還可以實現行星螺紋銑削。現如今，該方法已被廣泛應用。本文重點對行星螺紋銑削加以論述。

1.簡述行星螺紋銑削法

行星螺紋銑削法所用的刀具稱為MC行星螺紋銑刀，其切削部分的螺旋開角為零。工作時，螺紋銑刀除了繞自身軸線作運動外，還有兩個運動：（1）按被加工螺紋的直徑作行星進給運動；（2）根據工件的螺距作軸向進給運動，如圖1所示。

理論上講，完成一周行星運動和一個螺距軸向運動后，即加工出螺紋。修改刀具半徑補償值，即可調整被加工螺孔的中徑。因加工中心很容易通過NC程序調整行星運動的直徑，故僅螺距相同，即使螺紋的公稱直徑和螺旋方向不同，仍可用同一把刀具加工。此方法可以縮短換刀時間，減少成本。一般大直徑的絲錐工作，要求機床有較大切削扭矩，夾具有較大夾緊力。而行星螺紋銑刀則不受其約束，因為它的切削抗力較小。

銑削時，切屑呈碎片，易于排出，不像攻絲時那樣有切削堵塞的問題，故能保證較好的加工精度。絲錐加工螺紋時，用水溶性油冷卻液效果不好，而采用行星螺紋銑刀加工螺紋時，用水溶性油冷卻液效果很好，甚至還可以進行切削。

2.加工直螺紋

在加工直螺紋時，我們采用圓柱螺紋銑刀，銑出螺紋是采用設備的多軸聯動功能。在具體操作過程中，圓柱螺紋銑刀軸線與螺孔軸線平行，那么圓柱螺紋銑刀在繞螺孔表面公轉1周，則工件沿軸向移動1個螺距（移動速度由F代碼控制）。此時，圓柱螺紋銑刀還繞軸線旋轉進行銑削（轉速由S代碼控制）。

我們以加工M132*1.5-6H螺孔為例，說明銑削大直徑螺孔的程序編制方法。

銑刀的公轉軌跡如圖2所示。

具體程序解釋如圖3所示。

3.加工圓錐管螺紋

在加工圓錐管螺紋時，我們采用環形多齒刀，刀尖NC程序的軌跡圖如圖3所示，坐標中心所在X-Y截面是計算截面。可以任選圓錐管螺紋一斷面，并以此計算基準刀具半徑補償量，準確描述其是沿一個螺距P的圓錐分表面進行阿基米德螺旋軸向進給運動，坐標方程如下（刀夾從B點運動到F點）。故僅需要螺旋插補一個螺距P，即可將既定螺紋長度內的銑削完工。對盲孔螺紋來說，旋合性能取決于最后一個齒形。

θ所取的間隔大小決定著計算的精確性，實際編程中由于錐度K較小，極角θ的取值是再隔90度計算一個坐標點，并以此用圓弧聯接近似代替阿基米德螺線，螺旋插補進給速度依次近似計算。我們加工ZG1.25 螺紋，螺紋小徑用K = 1：16的錐度立銑刀加工，螺紋的牙型用Φ18×2.309螺紋銑刀，利用刀具半徑補償的循環變化而逐步達到螺紋牙型高度的切深要求，程序就不再做過多具體描述了。

結語

以上內容詮釋了數控加工中心的行星螺紋銑削法，并闡述了行星螺紋銑削的原理和實踐，供讀者參考。本文在總結知識的同時，也為數控加工中心的行星螺紋銑削法的逐步改進奠定實踐基礎。

參考文獻

[1]韓步愈.金屬切削原理與刀具（第三版）[M].北京：機械工業出版社，2015.

[2]陳為國，陳昊.數控加工刀具材料、結構與選用速查手冊[M].北京：機械工業出版社，2016.

[3]劉欣欣，趙冬輝.數控銑削加工工藝與編程[M].北京：機械工業出版社，2014.endprint