浅析数控铣床关于螺纹的铣削加工
2021-9-30 来源：黄河交通学院 机电工程学院 作者：高波，薛浩
摘要：数控加工技术是当今社会工业发展的基石，它的发展决定了一个国家的工业化水平。在数控加工中，螺纹的加工是数控加工中很重要的一个加工环节。螺纹加工方法较多，但是由于螺纹加工的复杂性导致螺纹加工工艺复杂繁琐，所以螺纹生产效率低、加工精度低。为了提高螺纹加工质量和效率，在实际生产中对不同的螺纹应该采用不同的加工方式，选择合适的加工指令和制定合适的加工参数。文章针对数控铣床螺纹的加工方式进行了分析，希望对提升螺纹加工质量和效率有一定的帮助。
关键词：数控；铣床；螺纹；加工
1、概述
近年来，我国的机械加工行业发展迅速，数控加工技术作为此行业的基石也越来越受到人们的关注。在我国提出“中国制造2025”以来，我国制造业正在从自动化向着智能化的方向发展，作为智能化的工具——计算机正在进一步与数控加工技术深度融合。数控加工技术的进步提升了工业化发展水平，在数控加工中，螺纹的加工是一项重要的加工内容和加工环节。本文主要对数控机床中螺纹的加工过程进行全面剖析，以期提升螺纹加工的效率和精度[1]。
在数控机床出现之前，螺纹的加工主要依靠普通机床，但是采用普通机床加工螺纹效率低、精度低，加工质量也不能满足客户要求。采用数控铣削进行螺纹加工，不但提高了加工效率、加工精度及加工质量，还可以精确地控制螺纹尺寸，提高螺纹的使用寿命。数控铣削加工采用统一的刀具就可以加工不同尺寸的螺纹，还可以自由控制螺纹的牙长。
2、数控加工中心的螺纹加工工艺种类
2.1 螺纹铣削法
螺纹的加工方法较多，数控加工中心可以采用直接铣削的方法对螺纹进行加工，这种加工螺纹的方法比较简单，可以加工复杂程度较大的螺纹，所以这种螺纹加工方式应用比较广泛，它的加工优势也非常明显。铣削法加工螺纹具有精度高、效率高的特点。螺纹铣削加工方法可以采用同一把刀对左旋和右旋螺纹进行加工，加工方式方便，加工效率较高[2- 3]。对于铜质、不锈钢及其他复合材料，螺纹铣削方法都可以轻松地完成，并能保证其加工精度。基于以上优点，螺纹加工的铣削法应用范围广泛，因此成为当下螺纹加工的一种重要方法。
2.2 丝锥加工法
除铣削加工方法外，采用丝锥加工法也是目前常用的加工方法，该加工方法由于加工力度较小，所以一般应用于直径较小的螺纹加工中。这种丝锥加工螺纹的方法应用较多，但是要保证这种加工方法加工精性，就要根据钻孔搭配相应的钻头直径。为了减少后期螺纹加工的工作量，一般对螺纹底孔加工时要保证相应的尺寸，不仅可以保证螺纹加工的尺寸，还能在一定程度上减少丝锥的磨损[4- 6]。丝锥磨损的主要原因在于在加工螺纹时，丝锥很难做到与相应的加工工件配合，形成协调关系，这种现象会导致丝锥受损，耐久性下降。
3 、数控加工中心的螺纹加工工艺要点
在螺纹加工的过程中，采用数控铣削方式加工螺纹是最重要也是最普遍的一种螺纹加工方法。为了提高螺纹的加工精度和质量，需要把握螺纹铣削加工中刀具的使用流程，保证编程方案的可靠性、实用性，要时刻注意刀具的使用顺序，避免给螺纹加工造成不必要的精度误差和偏差。螺纹的加工最重要的在于第一条螺纹的加工，在对第一条螺纹加工的过程中要对螺旋线做好控制，保证加工出的螺纹、螺距满足加工精度的要求。在进行第一条螺纹加工之后要及时测量，如果存在加工误差就要马上进行调整，在此过程中，一般采用反向退刀、钢尺检查的方法对螺纹、螺距进行检测。螺纹加工的背吃刀量也是很关键的内容，加工人员通过对螺距的精确测量得出实时数据并进行调整，以满足加工精度的要求。此外，有一个值得关注的问题是螺纹的停车点，为了提高螺纹的加工精度，螺纹停车点设置的合理性有利于对螺纹退刀后的控制。在加工螺纹的过程中，要做好控制工作，避免螺纹加工出现乱扣现象，这对于提高螺纹精度有很大的帮助[7]。为了保证螺纹加工的精度，对于加工过程中任何易导致螺纹精度误差的问题都要及时关注，管控好每一个可能导致螺纹加工误差的环节，这是保证螺纹加工精度的一个重要举措。
采用螺纹铣削加工的方法相对于其他加工方法受力较小，所以很少出现断刀现象。即使由于误操作导致刀具折损也很容易解决和处理。在采用丝锥加工的方法中，由于丝锥加工是连续性加工，受力较大，切削形成的废屑很难排出，在一定程度上导致丝锥磨损比较严重。
4、螺纹铣削法的应用范围
（1） 对于硬度较低、生产批量较大、螺纹直径较小的螺纹，一般采用丝锥加工的方法对螺纹进行加工，主要原因是这种加工方法可以节省加工成本，减少企业的开支。对于螺纹长度比较大的通常也采用丝锥加工方法，因为铣削加工很难实现较长螺纹的加工，相反对于直径较大、长度较短的螺纹则适宜采用铣削加工的方法。
（2） 采用丝锥方法加工螺纹时，由于各处均受力，整个螺纹与丝锥接触会导致受力增大，所以采用丝锥进行螺纹加工时一般需要大功率的设备，而螺纹的铣削加工受力较小，所以采用普通机床就能完成加工。
（3） 对于薄壁零件、尺寸较大的零件或者孔较复杂的螺纹零件加工，一般采用螺纹铣削的形式，因为采用螺纹铣削加工受力较小、变形较小，并且可以最大限度地靠近螺纹底部。底部成锥形的螺纹一般不采用铣削加工方法，因为这种加工方式不便于铣削螺纹底部。
（4） 对于一般材料的螺纹零件可以选择丝锥加工或者铣削加工方法，但是特殊材料的螺纹零件一般采用铣削加工方法，主要原因在于螺纹铣削刀具材料的硬质合金硬度较高，在加工过程中能避免损伤刀具，而且刀具与螺纹接触较少，因此不易造成螺纹的损坏，螺纹铣刀不会与工件切屑接触而出现黏滞现象，可以在加工过程中保证螺纹的精度，如果采用丝锥加工硬度较大的材料，则对丝锥的要求较高，会造成成本较大的问题。
（5） 如果在螺纹切削过程中存在较多不稳定因素，则一般采用铣削加工方法，铣削加工可以实现不连续加工，从而能更好地保证螺纹加工的精度；如果采用丝锥加工方法则会增大加工过程的不稳定性。
（6） 螺纹铣削加工相对于丝锥加工，其精度高、效率高，所以一般螺纹加工都采用铣削加工方法。综上所述，螺纹的形式不同，其加工方法也千差万别，并且每种加工方式都有自己的特点，因此在对螺纹进行加工时，应选择适合的螺纹加工方法，提高加工效率和精度。
5、小结
数控加工中螺纹的加工具有一定的特殊性和复杂性，在加工过程中，只有合理地选择刀具、控制好相应的加工参数及科学地设置加工程序，才能保证螺纹的加工精度。通过以上分析可知：数控机床中的螺纹加工方法主要有数控铣削加工和丝锥加工两种，不同的加工方法差别较大，适应范围也不同，在实际生产过程中必须根据刀具材料、加工工件的材料及螺纹的尺寸选择相应的加工方法和加工工艺流程，从而有效地提高螺纹加工的效率和质量。
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