CNC加工中心常用的三種螺紋加工方法具體分析

螺紋加工是cnc加工中心非常重要的應用之一，螺紋的加工質量和效率將直接影響零件的加工質量及加工中心的生產效率。

隨著cnc加工中心性能的提高及切削刀具的改進，螺紋加工的方法也在不斷改進，螺紋加工的精度和效率也在逐漸提高。為了使工藝人員能夠在加工中合理選擇螺紋加工方法，提高生產效率，避免質量事故，現將在實際中cnc加工中心常用的幾種螺紋加工方法總結如下：

1. 絲錐加工法

1.1 絲錐加工的分類及特點

采用絲錐加工螺紋孔是最常用的加工方法，它主要適用于直徑較小(D<30)，孔位置精度要求不高的螺紋孔。

在20世紀80年代，螺紋孔均采用柔性攻絲方法，即采用柔性攻絲夾頭夾持絲錐，攻絲夾頭可做軸向補償，補償機床軸向進給與主軸轉速不同步造成的進給誤差，保證正確螺距。柔性攻絲夾頭結構復雜，成本較高，容易損壞，加工效率較低。近年來，cnc加工中心的性能逐步提高，剛性攻絲功能成為cnc加工中心的基本配置。

因此，剛性攻絲成為目前螺紋加工的主要方法。

即用剛性彈簧夾頭夾持絲錐，主軸進給與主軸轉速由機床控制保持一致。

彈簧夾頭相對于柔性攻絲夾頭來說，結構簡單，價格便宜，用途廣泛，除夾持絲錐外，還可夾持立銑刀、鉆頭等刀具，可以降低刀具成本。同時，采用剛性攻絲，可以進行高速切削，提高加工中心使用效率，降低制造成本。

1.2 攻絲前螺紋底孔的確定

螺紋底孔的加工對于絲錐的壽命、螺紋加工的質量等方面有較大影響。通常，螺紋底孔鉆頭直徑選擇接近螺紋底孔直徑公差的上限，

例如，M8螺紋孔的底孔直徑為Ф6.7+0.27mm，選擇鉆頭直徑為Ф6.9mm。這樣，可減少絲錐的加工余量，降低絲錐的負荷，提高絲錐的使用壽命。

1.3 絲錐的選擇

選擇絲錐時，首先，必須按照所加工的材料選擇相應的絲錐，刀具公司根據加工材料的不同生產不同型號的絲錐，選擇時要特別注意。

因為絲錐相對于銑刀、鏜刀來說，對被加工材料非常敏感。例如，用加工鑄鐵的絲錐來加工鋁件，容易造成螺紋掉牙、亂扣甚至絲錐折斷，導致工件報廢。其次，應注意通孔絲錐與盲孔絲錐的區別，通孔絲錐前端引導較長，排屑為前排屑。盲孔前端引導較短，排屑為后排屑。用通孔絲錐加工盲孔，不能保證螺紋加工深度。再者，若采用柔性攻絲夾頭，還應注意絲錐柄部直徑及四方的寬度，應與攻絲夾頭相同;剛性攻絲用絲錐柄部直徑應與彈簧夾套直徑相同?？傊?，只有合理的選擇絲錐，才能保證加工的順利進行。

1.4 絲錐加工的數控編程

絲錐加工的編程較為簡單?，F在加工中心一般都固化了攻絲子程序，只需將各個參數賦值即可。但要注意，數控系統不同，子程序格式不同，一些參數表示的意義是不同的。

例如，SIEMEN840C控制系統，它的編程格式為：G84 X_Y_R2_ R3_R4_R5_R6_R7_R8_R9_R10_R13_。編程時只需將這12個參數賦值。

2. 螺紋銑削法

2.1 螺紋銑削的特點

螺紋銑削是采用螺紋銑削刀具，加工中心三軸聯動，即X、Y軸圓弧插補，Z軸直線進給的銑削方式加工螺紋。

螺紋銑削主要用于大孔螺紋及難加工材料的螺紋孔的加工。它主要有以下特點：

⑴ 加工速度快，效率高，加工精度高。刀具材料一般為硬質合金材料，走刀速度快。刀具的制造精度高，因此銑削的螺紋精度高。

⑵ 銑削刀具適用范圍大。只要是螺距相同，無論是左旋螺紋還是右旋螺紋，均可使用一把刀具，有利于降低刀具成本。

⑶ 銑削加工易于排屑、冷卻，相對絲錐來講切削情況較好，特別適用于鋁、銅、不銹鋼等難加工材料的螺紋加工，尤其適合大型零部件及貴重材料的零部件的螺紋加工，能夠保證螺紋加工質量和工件的安全。

⑷ 因沒有刀具前端引導，適用于加工螺紋底孔較短的盲孔及沒有退刀槽的孔。

2.2 螺紋銑削刀具的分類

螺紋銑削刀具可分為兩種，一種是機夾式硬質合金刀片銑刀，另一種是整體式硬質合金銑刀。機夾式刀具適用范圍廣，既可加工螺紋深度小于刀片長度的孔，也可加工螺紋深度大于刀片長度的孔。整體式硬質合金銑刀一般用于加工螺紋深度小于刀具長度的孔。

2.3 螺紋銑削的數控編程

螺紋銑削刀具的編程與其它刀具的編程不同，如果加工程序編制錯誤，易造成刀具損壞或螺紋加工錯誤。編制時應注意以下幾點：

⑴ 首先應將螺紋底孔加工好，對小直徑孔用鉆頭加工，對較大的孔應采用鏜削加工，保證螺紋底孔的精度。

⑵ 刀具切入切出時應采用圓弧軌跡，通常為1/2圈進行切入或切出，同時Z軸方向應行進1/2螺距，以保證螺紋形狀。刀具半徑補償值應在此時帶入。

⑶ X、Y軸圓弧插補一周，主軸沿Z軸方向應行進一個螺距，否則，會造成螺紋亂扣。

⑷ 具體舉例程序：螺紋銑刀直徑為Φ16，螺紋孔為M48×1.5，螺紋孔深度為14。

加工程序如下：

(螺紋底孔程序略，該孔應采取鏜削底孔)

G0 G90 G54 X0 Y0

G0 Z10 M3 S1400 M8

G0 Z-14.75 進刀至螺紋最深處

G01 G41 X-16 Y0 F2000 移至進刀位置，加入半徑補償

G03 X24 Y0 Z-14 I20 J0 F500 切入時采用1/2圈圓弧切入

G03 X24 Y0 Z0 I-24 J0 F400 切削整個螺紋

G03 X-16 Y0 Z0.75 I-20 J0 F500 切出時采用1/2圈圓弧切出G01 G40 X0 Y0 回至中心，取消半徑補償

G0 Z100

M30

3. 挑扣法

3.1 挑扣法的特點

箱體類零件上有時也能遇到大螺紋孔，在沒有絲錐和螺紋銑刀的情況下，可采用類似車床挑扣的方法。

在鏜刀桿上安裝螺紋車刀，進行鏜削螺紋。

公司曾經加工一批零件，螺紋是M52x1.5，位置度是0.1mm(見圖1)，因為位置度要求較高，螺紋孔較大，無法使用絲錐進行加工，且沒有螺紋銑刀，經過試驗，采用挑扣方法保證了加工要求。

3.2 挑扣法的注意事項

⑴ 主軸啟動后，應有延時時間，保證主軸達到額定轉速。

⑵ 退刀時，如果是手磨的螺紋刀具，由于刀具不能刃磨對稱，不能采用反轉退刀，必須采用主軸定向，刀具徑向移動，然后退刀。

⑶ 刀桿的制造必須精確，尤其是刀槽位置必須保持一致。如不一致，不能采用多刀桿加工。否則就會造成亂扣。

⑷ 即使是很細的扣，挑扣時也不能一刀挑成，否則會造成掉牙，表面粗糙度差，至少應分兩刀。

⑸ 加工效率低，只適用于單件小批、特殊螺距螺紋和沒有相應刀具的情況。

3.3 具體舉例程序

N5 G90 G54 G0 X0 Y0

N10 Z15

N15 S100 M3 M8

N20 G04 X5 延時，使主軸達到額定轉速

N25 G33 Z-50 K1.5 挑扣

N30 M19 主軸定向

N35 G0 X-2 讓刀

N40 G0 Z15 退刀