摘 要：在微波腔体类零件上，螺纹组孔作为微波信号的输入输出接口，其加工精度将直接影响组件的装配精度，从而影响微波组件的电气性能。介绍了一种在 ＭａｓｔｅｒＣＡＭ 软件中，利用数控加工编程软件的螺旋插补加工功能，进行螺纹高速铣削的加工编程技术。
 
      关键词：微波腔体；螺纹加工；ＭａｓｔｅｒＣＡＭ；刀具路径；ＮＣ程序
 
　    螺 纹 组 孔（见 图１）作为微波信号的输 入 输 出 接口，在 微 波 腔 体 类 零 件 上经常出 现。其 螺 纹 一 般 为英制 螺 纹，螺 纹 与 腔 体 上表面或底面的位 置 关 系 一般要求都比较高。
  

      
  
      图１ 螺纹组孔示意图
 
      对于此 类 螺 纹 组 孔 中螺纹 的 精 密 加 工，早 期 方法［１－２］是在普通车床上采用花盘加角铁装夹进行螺纹的车削加工。这种方法对加工人员的技术水平要
求很高，零件装夹定位复杂，调整费时，加工效率极低，加工的精度也不易保证。
 
     随着数控加工技术的发展，一种在加工中心或数控铣 上，采 用 参 数 编 程 进 行 螺 纹 铣 削 加 工 的 方法［３］逐渐得到应用。这种方法需要手工编制螺纹加
工的参数子程序，然后在零件加工主程序中调用该子程序。针对不同规格的螺纹，还需要对子程序中的参数进行修改。这种方法因需要手工编程，往往容易出现差错.
 
　    本文介 绍 一 种 在 ＭａｓｔｅｒＣＡＭ 软 件 中，应 用 数控加工软件的螺旋插补加工功能，进行螺纹高速铣削的加工编程技术。
 
      １、 螺旋加工（ＴｈｒｅａｄＭｉｌｌ）
 
      螺旋加工（Ｔｈｒｅａｄ Ｍｉｌｌ）是指刀具沿着一个直径为 Ｄ（螺 纹 大 径－刀 具 直 径）、节 距 为 Ｐ（螺 纹 螺距）的螺旋线进行切削，从而完成螺纹的加工［４］。以微波腔体零件上经常遇到 的１／４ｉｎ３６牙 英制螺纹为例，建立待加工螺纹的中心点或者螺纹大径作为加工图素。
 
     选择 ＭａｓｔｅｒＣＡＭ 软件的螺旋铣削（ＴｈｒｅａｄＭｉｌｌ）加工功能（见图２）。按提示栏的提示选取相应的加工图素。加工图素可以是待加工螺纹的中心点，也可以是该螺纹的大径。以选取螺纹中心点为例，点击“确定”后便得到螺旋铣削加工对话框（见图３）。
  

     
  
      图２ 螺旋铣削菜单选项
  

     
  
      图３ 螺旋铣削加工对话框
 
 
      在图３ 所 示 对 话 框 中，设 置 螺 纹 大 径 （Ｍａｊｏｒｔｈｒｅａｄｄｉａｍｅｔｅｒ）为６．３５ｍｍ、螺 距（Ｔｈｒｅａｄｐｉｔｃｈ）为０．７０６ｍｍ 以及螺纹深度（Ｔｈｒｅａｄｄｅｐｔｈ）等各项参数。其中，应特别注意切入／切出圆弧（Ｅｎｔｒｙ／ｅｘ－ｉｔａｒｃ）的设定，应考虑螺纹刀下刀和抬刀时不会产生干涉、能完全退出螺纹的牙形，一般该参数取螺纹大径与螺纹刀直径之差的１／２。
 
     确定螺纹类型并选择螺纹的加工方向（Ｍａｃｈｉ－ｎｉｎｇｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）后，点 击“确 定”，便 可 得 到 螺 纹 加 工刀具路径（见图４）。调用相应数控系统的后置处理程序，生成 ＮＣ 加 工 程 序，该程序无须任何手工修改，利用传输软件将其传到机床控制系统，即可直接用于螺纹的加工。
  

     
  
      图４ 螺纹加工刀具路径
   
      如果将螺纹刀换成普通端铣刀或镗刀，通过合理设置螺距等参数的数值，也可以用于螺纹组孔上光孔的精密镗铣加工编程。
 
      ２ 、螺旋式轮廓加工（Ｃｏｎｔｏｕｒ－Ｒａｍｐ）
 
      使用该方法编程，加工图素为待加工螺纹的大径 Ｄ。选择轮 廓 铣 削（Ｃｏｎｔｏｕｒ）功 能（见 图５）。按提示栏的提示选取加工图素，点击“确定”后便得到轮廓加工对话框（见图６）。

     
      图５ 轮廓加工菜单选项

        
      图６ 轮廓加工对话框
 
      在图６所示的对话框中选择螺旋式轮廓加工（Ｒａｍｐ）方式，可出现加工对话框（见图７）。
 

      图７ 螺旋式轮廓加工对话框
 
      在 该 对 话 框 中，选 取 渐 降 深 度（Ｒａｍｐｄｅｐｔｈ），并设置其值为螺纹的螺距（０．７０６ｍｍ）。设 置 好 轮廓加工 （ｃｏｎｔｏｕｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）各 项 参 数 后 点 击 “确定”，同样可得到刀具路径。
  
      合理设置螺纹螺距等参数的数值，换用端铣刀或镗刀，同样可以用于螺纹组孔上光孔的精密镗铣加工。
 
      在 ＭａｓｔｅｒＣＡＭ 软件中对于光孔的镗铣加工，使用全圆铣削（ｃｉｒｃｌｅｍｉｌｌ）加工方法会更加简便。
 
      ３ 、技术特点
 
     采用上述２种方法得到刀具路径后，调用相应数控系统的后 处 理 程 序，即 可 生 成 螺 纹 加 工 的 ＮＣ程序。与参数编程方法加工螺纹相比，采用上述方法具有下述优点。
 
     １）可以直接得到螺纹加工所需的 ＮＣ程序。利用加工软件生成的刀具路径文件直接后置处理，即可得到加工所需的 ＮＣ加工程序。不需要手工修改加工主程序，手工编制螺纹加工子程序，以及手工修改子程序中的各项参数值。
 
     ２）螺纹加工深度的控制更方便、更精确。采用参数编程的方法加工螺纹时，因为参数子程序的每次循环都应 完 成 一 个 完 整 的３６０°螺 旋，所 以，螺 纹的加工深度应为螺距的整倍数。为了使螺纹加工在深度方向上尽可能地接近底部，常常需要通过调整下刀点的Ｚ 坐 标 值，来控制螺纹加工的结束深度。而使用现在的方法，在加工对话框中直接输入螺纹的深度值即可。
 
     ３）螺纹加工的过程更安全、更高效。该技术充分地发挥了数控加工编程软件的功能，使得螺纹组孔的数控加工过程更加简便、更加自动化。这样，一方 面 节 省 了 编 程 时 间，提 高 了 工 作 效率；同时，也减少了在程序编制过程中因手工修改而出差错的几率，避免了可能造成的加工零件的报废甚至设备事故。
 
     对于在同一加工工位上有多个螺纹组孔的零件，该方法较以往加工方法具有更高的生产效率。
 
     ４ 、结语
 
     选用 ＭａｓｔｅｒＣＡＭ 编 程 软 件 的 螺 旋 加 工 方 法（Ｔｈｒｅａｄ Ｍｉｌｌ）或 螺 旋 式 轮 廓 加 工 方 法 （Ｃｏｎｔｏｕｒ－Ｒａｍｐ），可实现微波腔体类零件上螺纹的高速加工，提高了加工编程的效率。上述２种方法编程时参数的设置大同小异，螺纹加工的效果也完全一样。