五軸加工中心上螺紋銑削應(yīng)用技術(shù)研究

（西安現(xiàn)代控制技術(shù)研究所，陜西 西安 710065）

1 螺紋銑削加工概述

傳統(tǒng)的螺紋加工方法主要為采用螺紋車刀車削螺紋或采用絲錐和板牙手工攻、套螺紋，隨著數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展，使更先進(jìn)的螺紋加工方式螺紋銑削得以實(shí)現(xiàn)。螺紋銑削加工與傳統(tǒng)加工方式相比，在加工精度、加工效率方面具有極大優(yōu)勢(shì)：（1）加工時(shí)不受螺紋結(jié)構(gòu)和旋向的限制，如一把螺紋銑刀可加工多種不同旋向的內(nèi)、外螺紋，可加工不允許有過渡扣或退刀槽結(jié)構(gòu)的螺紋；（2）螺紋銑刀的使用壽命長，是絲錐、板牙的幾倍甚至十多倍。

2 目的

對(duì)于銑削螺紋而言，由于老舊機(jī)床普遍沒有銑削螺紋指令，所以只能通過編寫宏程序，按照刀具旋轉(zhuǎn)一周，軸向下降一個(gè)螺距來實(shí)現(xiàn)螺旋線插補(bǔ)，從而完成加工。目前大多數(shù)教材及資料對(duì)于螺紋銑削均是提及此方法。而對(duì)于五軸加工機(jī)床，尤其是海德漢系統(tǒng)指令的應(yīng)用更是微乎其微，僅停留在培訓(xùn)教材的程度，對(duì)實(shí)際加工的具體指導(dǎo)性更是無從談起，作者通過多次上機(jī)使用，將其中的問題總結(jié)歸納，希望能給大家今后的工作一個(gè)借鑒參考。

3 方法

在海德漢ITNC530系統(tǒng)中，對(duì)于銑削螺紋有專門的循環(huán)指令CYCL 263，作者實(shí)際使用過程中操作簡(jiǎn)便，易于快速實(shí)現(xiàn)程序編寫。

3．1 CYCL 263 指令介紹

CYCL DEF 263

Q335=16；名義直徑

Q239=1；螺距P=1

Q201=-12；螺紋深度

Q355=0；每步螺紋扣數(shù)（整體式圓柱螺紋銑刀為0）

Q253=750；預(yù)定位進(jìn)給率F

Q351=+1；順銑或逆銑，+1順銑為右旋，-1逆銑為左旋

Q200=2；安全高度

Q203=+0；表面坐標(biāo)

Q204=+50；第二安全高度

Q207=500；銑削進(jìn)給率

注明：CYCL DEF 263指令各部分的釋義如上，按照螺紋要求，對(duì)照填寫直徑、螺距、深度、旋向、進(jìn)給率等信息，其余保持默認(rèn)均可。

3．2 程序編寫

以內(nèi)螺紋M16×1，螺距P=1mm,螺紋深度12mm細(xì)牙為例，螺紋底徑15.1已加工好，所采用機(jī)床為德瑪吉DMU80P五軸加工中心，刀具為直徑D=10的整體式圓柱螺紋銑刀，編寫加工程序如下:

0 BEGIN PGM XILUOWEN MM

1 BLK 0.1 X-50 Y-50 Z-50

2 BLK 0.2 X+50 Y+50 Z+0 ；定義毛坯大小

3 CYCLE DEF 247 DATUM SETTING Q339=+1；設(shè)定工件坐標(biāo)系為1號(hào)

4 M127；取消最短路徑

5 M129；取消M128五軸刀尖跟隨功能

6 TOOL CALL 2 Z S600 DL+0 DR+0；選取2號(hào)整體圓柱螺紋刀具, DL為長度補(bǔ)償， DR為半徑補(bǔ)償

7 CALL LBL 100 ；復(fù)位平移、旋轉(zhuǎn)、加工平面傾斜

9 M13；主軸正轉(zhuǎn)冷卻液開

10 CYCL DEF 263

Q335=15.6；名義直徑15.6，第一次粗加工

Q239=1；螺距P=1

Q201=-12；螺紋深度

Q355=0；每步螺紋扣數(shù)（整體式圓柱螺紋銑刀為0）

Q253=750；預(yù)定位進(jìn)給率F

Q351=+1；+1順銑為右旋

Q200=2；安全高度

Q203=+0；表面坐標(biāo)

Q204=+50；第二安全高度

Q207=200；銑削進(jìn)給率,酌情給定

11 CYCL CALL POS X+0 Y+0 Z+0 FMAX；在位置X0Y0Z0坐標(biāo)點(diǎn)調(diào)用螺紋銑削循環(huán)

12 CYCL DEF 263

Q335=15.9；名義直徑15.9，第二次半精加工

Q239=1；螺距P=1

Q201=-12；螺紋深度

Q355=0；每步螺紋扣數(shù)（整體式圓柱螺紋銑刀為0）

Q253=750；預(yù)定位進(jìn)給率F

Q351=+1；+1順銑為右旋

Q200=2；安全高度

Q203=+0；表面坐標(biāo)

Q204=+50；第二安全高度

Q207=200；銑削進(jìn)給率,酌情給定

13 CYCL CALL POS X+0 Y+0 Z+0 FMAX；在位置X0Y0Z0坐標(biāo)點(diǎn)調(diào)用螺紋銑削循環(huán)

14 CYCL DEF 263

Q335=16；名義直徑16，第三次精加工

Q239=1；螺距P=1

Q201=-12；螺紋深度

Q355=0；每步螺紋扣數(shù)（整體式圓柱螺紋銑刀為0）

Q253=750；預(yù)定位進(jìn)給率F

Q351=+1；+1順銑為右旋

Q200=2；安全高度

Q203=+0；表面坐標(biāo)

Q204=+50；第二安全高度

Q207=200；銑削進(jìn)給率,酌情給定

15 CYCL CALL POS X+0 Y+0 Z+0 FMAX；在位置X0Y0Z0坐標(biāo)點(diǎn)調(diào)用螺紋銑削循環(huán)

16 M9；切削液關(guān)

17 M5；主軸停轉(zhuǎn)

18 CALL LBL 100；復(fù)位平移、旋轉(zhuǎn)、加工平面傾斜等

19 M30；程序結(jié)束

20 LBL 100；子程序100

21 CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT

22 CYCL DEF 7.1 X+0

23 CYCL DEF 7.2 Y+0

24 CYCL DEF 7.3 Z+0；取消坐標(biāo)系平移

25 CYCL DEF 8.0 MIRROR IMAGE

26 CYCL DEF 8.1；取消坐標(biāo)系鏡像

27 CYCL DEF 10.0 ROTATION

28 CYCL DEF 10.1 ROT +0；取消坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)

29 M140 MB MAX；沿當(dāng)前刀具軸退到最遠(yuǎn)

30 L Z-1 R0 FMAX M91；主軸抬到高處

31 L X200 Y-1 R0 FMAX M91；X軸Y軸遠(yuǎn)離工作臺(tái)

32 L B0 C0 FMAX；主軸擺頭、工作轉(zhuǎn)臺(tái)回到0點(diǎn)

31 PLANE RESET STAY；復(fù)位傾斜面

32 LBL 0；子程序100結(jié)束標(biāo)記

ND PGM XILUOWEN MM

3．3 對(duì)程序的幾點(diǎn)說明

（1）螺紋底孔尺寸不能完全依靠計(jì)算公式，應(yīng)根據(jù)具體情況加工適當(dāng)，經(jīng)驗(yàn)公式為D1=D-(1～1.3)P(公稱直徑減去1～1.3倍的螺距)，直徑小用小值，直徑大用大值。

（2）注意銑削時(shí)讓刀現(xiàn)象。為避免這一情況的產(chǎn)生，螺紋加工在徑向上應(yīng)分若干次切削（筆者認(rèn)為3～4次較為合適），將徑向余量進(jìn)行從大到小合理分配，具體做法就是多次調(diào)用CYCL DEF 263指令，每次修改Q335（名義直徑）的值即可達(dá)到分配余量的目的。

（3）對(duì)首件的加工應(yīng)采用試切法，通過螺紋量規(guī)測(cè)量和修改刀具半徑補(bǔ)償DR值相結(jié)合的方法，從而達(dá)到螺紋尺寸精度要求。

4 結(jié)語

（1）用海德漢系統(tǒng)螺紋循環(huán)指令加工螺紋是一種不需編寫宏程序的新方法。通過在五軸加工中心上的應(yīng)用，使平時(shí)較少接觸的指令有了用武之地，使設(shè)備的優(yōu)越性得到了體現(xiàn)。但又不光限于此系統(tǒng)，也為其他具備螺紋銑削指令的設(shè)備提供了新思路。

（2）不用編寫復(fù)雜的宏程序，編程結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，編輯調(diào)整快捷，只需將指令多次復(fù)制、粘貼稍作修改即可。

（3）借助五軸傾斜面固定軸可實(shí)現(xiàn)對(duì)特殊位置分布螺紋的加工，避免做工裝、夾具帶來的成本浪費(fèi)。