引言
在数控加工中心机床上加工M4～M38 的螺纹孔时(D＜38mm)，通常采用攻丝固定循环指令编制螺纹孔程序，利用通用丝锥刀具加工。当螺纹孔直径大于M38 时(D＞38mm)，则适用于采用螺纹铣削加工，因为螺纹铣削是局部接触，受力小，一般的机床功率就足够，而丝锥全螺纹接触受力大，要求大功率的设备。另外从刀具的价格来讲，一只大直径的丝锥价格并不比一套螺纹铣刀低甚至更高，从各方面考虑，螺纹铣刀更适合。螺纹铣削是借助数控加工中心机床的三轴联动及G02 或G03螺旋线圆弧插补指令，完成螺纹铣削工作的。下面通过实例详细论述大螺纹孔铣削和小螺纹孔攻丝加工的工艺设计与程序编制方法。
1 零件分析
如下图所示，零件为铝合金材质中心有一个M40×2大螺纹通孔，四角各有一个M4小螺纹孔，另外四个垂直侧壁上各有两个M6螺纹孔。传统的螺纹孔固定循环指令和利用丝锥刀具可加工出顶面M4及侧壁M6的小螺纹孔，加工难点在于必须编制螺纹铣削程序利用螺纹铣刀加工出中心M40×2的大螺纹通孔。
图1 大螺纹孔与小螺纹孔加工
2 工艺设计
首先介绍一下螺旋线圆弧插补指令与攻丝固定循环指令。
2.1 螺旋线圆弧插补指令
螺旋线的形成是刀具作圆弧插补运动的同时与之同步地作轴向运动，其指令格式为：
式中：G02、G03 为螺旋线的旋向，其定义同圆弧；X、Y、Z 为螺旋线的终点坐标；I、J 为圆弧圆心在X－Y 平面上X、Y 轴上相对于螺旋线起点的坐标；R 为螺旋线在X－Y 平面上的投影半径；K 为螺旋线的导程，如图2 所示。
图2 圆弧插补示意图
2.2 攻丝固定循环指令（G84）
2.3 加工工艺设计
首先，先加工正方体背平面及外形至尺寸及形位公差要求。接下来将零件背面朝下二次装夹，铣削上平面至厚度尺寸19mm；铣削51×51方形凸台；32×32 深5 凹形槽；加工M40×2 底孔至φ38mm 孔口倒角；用单刃螺纹铣刀螺旋线插补功能铣削M40×2 螺纹孔至尺寸要求；钻4×M4 中心孔φ2、钻底孔φ3.3、攻丝4×M4 螺孔；四侧面分别装夹找正，钻8×M6 中心孔φ2、钻底孔φ5、攻丝8×M6 螺孔；各锐边倒钝加工完毕。
3 程序编制
本文只编制正面M40×2 大螺纹孔铣削程序和4×M4 小螺纹孔攻丝加工程序进行对比，零件其它加工程序略。
3.1 螺纹铣削编程
4 总结
在大型发电、冶金设备加工行业，泵、阀加工行业等，螺纹铣削技术解决了大直径螺纹的加工难题，成为高效率、低成本的理想加工方法。螺纹铣刀使用灵活，可以适用多种工况，用同一把螺纹铣刀即加工左旋螺纹，也可以加工右旋螺纹；既可以加工外螺纹，也可以加工内螺纹。螺纹铣削技术作为一种近年来快速发展的先进加工技术，正越来越广泛地被企业所接受，并表现出卓越的加工性能，成为企业降低螺纹加工成本、提高效率、解决螺纹加工难题的有力武器。
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本文标题：螺纹铣削数控技术与攻丝加工在生产中的应用
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