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     【摘要】數(shù)控加工中心加工內(nèi)螺紋是一種比較先進(jìn)的加工方法。內(nèi)螺紋銑削加工相比較于傳統(tǒng)的內(nèi)螺紋加工具有加工精度高、加工效率高等優(yōu)勢，尤其是對大直徑的內(nèi)螺紋加工，數(shù)控銑削加工具有更大的優(yōu)勢。
 

     【關(guān)鍵詞】大直徑內(nèi)螺紋；銑削加工；螺紋銑刀

      1 、前言

     螺紋在各行各業(yè)都被廣泛應(yīng)用。飛機(jī)、汽車等隨處可見螺紋，甚至在日常生活中也隨處可見。螺紋在模具行業(yè)里更被廣泛應(yīng)用。因此螺紋的加工非常的重要。以前傳統(tǒng)的螺紋加工方法一般為采用螺紋車刀車削螺紋或采用絲錐、板牙手工攻絲。然而隨著機(jī)械加工技術(shù)的高速發(fā)展，螺紋的加工也出現(xiàn)了各種先進(jìn)的加工方法。并且在螺紋的加工上發(fā)揮了很大的作用，無論是從加工精度上還是加工效率上都有了很大的提高。內(nèi)螺紋是螺紋連接的重要組成部分，而內(nèi)螺紋的加工卻是生產(chǎn)中最復(fù)雜的一項(xiàng)任務(wù)。往往內(nèi)螺紋的加工質(zhì)量的好壞直接影響著整個零件的質(zhì)量。

      2 、內(nèi)螺紋的各種加工方法

      2.1 傳統(tǒng)的絲錐攻絲技術(shù)
 
 
      絲錐是加工內(nèi)螺紋的常用工具，它是在加工出螺紋的底孔后再用絲錐攻出內(nèi)螺紋的一種加工方法。絲錐攻絲可分為手動攻絲和機(jī)動攻絲兩種，無論是手動攻絲還是機(jī)動攻絲都具有通用性高、適用范圍廣泛的特點(diǎn)。然而，傳統(tǒng)的攻絲方法也存在很多的缺點(diǎn)：（1）切屑狀態(tài)不方便控制，且切屑不容易排出，易造成加工表面被劃傷。（2）容易造成孔徑被擴(kuò)大，絲錐易折斷。（3）加工速度低。

      2.2 其它的攻絲技術(shù)

     近年來，在傳統(tǒng)的攻絲技術(shù)的基礎(chǔ)上又陸續(xù)出現(xiàn)了擠壓攻絲技術(shù)、高速攻絲技術(shù)、沖擊攻絲技術(shù)等各種攻絲技術(shù)。

     （1）擠壓攻絲技術(shù)

      該加工技術(shù)是利用金屬材料受力后發(fā)生塑性變形以及流動特性，在工件螺紋底孔上利用擠壓絲錐加工出內(nèi)螺紋的技術(shù)。擠壓攻絲加工螺紋相比較于傳統(tǒng)的攻絲技術(shù)具有提高擠壓絲錐的使用壽命、加工質(zhì)量穩(wěn)定及加工精度高等優(yōu)點(diǎn)。但是由于該技術(shù)是要利用加工材料的塑性變形的特性，因此擠壓攻絲技術(shù)不能加工脆性材料上的螺紋孔。另外由于擠壓絲錐沒有標(biāo)準(zhǔn)化，需要自己設(shè)計(jì)和制造，也制約了該技術(shù)的發(fā)展及推廣使用。

     （2）高速攻絲技術(shù)

     隨著機(jī)械加工技術(shù)的高速發(fā)展，尤其是高速切削的出現(xiàn)對螺紋的加工也提出了更高的要求。也就有了高速攻絲技術(shù)的出現(xiàn)。高速攻絲技術(shù)的技術(shù)要點(diǎn)是高速絲錐及高速可反轉(zhuǎn)攻絲夾頭利用高速螺旋插補(bǔ)機(jī)構(gòu)和高壓切削液的供給來實(shí)現(xiàn)。

     以上的內(nèi)螺紋加工方法都屬于攻絲加工技術(shù)，都需要用到絲錐，目前絲錐的大小是有尺寸限制的，尤其是很少生產(chǎn)直徑大于30mm的絲錐，這也就制約了加工的適用范圍及加工的效率。那么，針對大直徑的內(nèi)螺紋的加工，主要介紹了用數(shù)控加工中心利用螺紋銑刀來進(jìn)行加工。

      3 、數(shù)控加工中心加工大直徑內(nèi)螺紋

     3.1 加工螺紋的分析

     本次加工的螺紋為M30×1.5 深20㎜的螺紋孔。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可計(jì)算得:
 
     螺紋牙高=0.65×1.5=0.975㎜
     螺紋小徑=30-2×0.975=28.05㎜

     本文重點(diǎn)介紹螺紋的加工，因此內(nèi)螺紋孔的加工過程則省略，我們假設(shè)是已經(jīng)按要求加工出直徑為28.05㎜、孔深為25㎜的螺紋的底孔。

     3.2 加工刀具的選擇

     為了加工方法更具有普遍性和可操作性，我們選擇通用更好的可轉(zhuǎn)位單刃螺紋銑刀如圖1所示。

     根據(jù)加工螺紋的直徑為30㎜，可以選擇刀桿直徑為16㎜的螺紋銑刀來進(jìn)行加工，刀片使用涂層硬質(zhì)合金材料。為減少裝夾誤差及定位誤差，螺紋的粗加工、半精加工及精加工都選擇同一把螺紋刀進(jìn)行。

     3.3 切削用量的選擇

     綜合考慮加工的材料和所使用的刀具材料、直徑等各方面的因素以及多次試加工的結(jié)果，查閱相關(guān)的機(jī)械加工設(shè)計(jì)手冊

     本螺紋的加工選用的切削用量如下：

    （1）主軸轉(zhuǎn)速S=5000 轉(zhuǎn)/分鐘。
    （2）進(jìn)給速度F=2000㎜/min。
    （3）背吃刀量的選擇。為了提高螺紋的切削質(zhì)量，采用的加工方式為遞減方式即每次背吃刀量逐步減少，如圖2所示。

      根據(jù)螺紋牙形深度，從相對大的初始值0.2-0.4㎜,到較小的0.09-0.02㎜逐漸減小，直到最后完成。最后一次沒有進(jìn)給的是修光空走刀，是為了消除加工過程中的反彈。

     根據(jù)本文所加工螺紋的牙高為0.975㎜；背吃刀量的選擇：

     3.4 加工程序

     本螺紋加工采用宏程序結(jié)合刀具半徑補(bǔ)償來進(jìn)行編程。編寫加工程序前要先確定螺紋銑刀加工時的回轉(zhuǎn)直徑。方法如下：

    （1）用一把標(biāo)準(zhǔn)的銑刀或?qū)み吰鱽韺Φ督⒐ぜ鴺?biāo)系G54。（過程略）
    （2）換上單刃螺紋銑刀（該刀刀長補(bǔ)已確定），將螺紋銑刀移動到坐標(biāo)原點(diǎn)上方，可通過在MDI 模式下輸入G90G54G0XOYO，并執(zhí)行。使該螺紋刀的回轉(zhuǎn)中心線與螺紋孔
中心線重合。
     （3）手動方式使主軸轉(zhuǎn)動，并將刀具下降到刀尖低于螺紋孔上表面，將此時X軸相對坐標(biāo)清零，然后沿X軸移動刀具使刀尖在孔內(nèi)壁劃出輕微的劃痕后，停止刀具移動，并記下此時的X軸在機(jī)床上顯示的相對坐標(biāo)值（該值就是我們要求的螺紋銑刀加工時的回轉(zhuǎn)半徑）。將刀尖移動離開孔壁并抬刀到工件上表面。

     程序說明：該程序利用改變刀補(bǔ)值來分5 次實(shí)現(xiàn)螺紋牙高0.975mm 的加工：即D1= - 0.4mm，D2= - 0.675mm，D3= -0.875mm，D4= -0.975mm，D5= -0.975mm；該刀補(bǔ)值的修改要手動進(jìn)行。

     4 、總結(jié)

     在各種零件中螺紋是很常見的部分，螺紋加工的方法也多種多樣。但一種好的加工方法，應(yīng)該是一種簡單易行，不需要用專用夾具的方法，因?yàn)閷Ｓ脢A具是需要專門設(shè)計(jì)生產(chǎn)，會給我們的加工增加成本，也會縮小該加工方法的適用范圍。本文所介紹的用單刃螺紋銑刀加工內(nèi)孔螺紋的方法，首先不要使用專用的夾具，只需要普通的臺虎鉗；也不需要專用的刀具，加工的程序也是簡單易懂的一層嵌套的宏程序結(jié)合刀具半徑補(bǔ)償就可以實(shí)現(xiàn)。從理論上講，用這樣的加工方法可以加工任意尺寸、任何規(guī)格的內(nèi)螺紋。而且，該方式加工出的螺紋精度比傳統(tǒng)的加工方法加工的螺紋更高，還可以實(shí)現(xiàn)高速切削，加工的螺紋表面質(zhì)量也更好。