CNC加工中可以让工件更出色的螺纹加工方法

按照目前的CNC零件加工分类，CNC加工中心重要的应用之一便是螺纹加工，螺纹的加工效率和质量将直接影响加工中心的生产效率及零件的加工质量。随着CNC数控机床性能的提高及切削刀具的改进，螺纹加工的方法也有了很大改进，螺纹加工的效率和精度也随之提高。为了使工程人员能够在加工中正确选择螺纹加工方法，提高生产效率，避免质量问题，现将在实际生产中常见的几种螺纹加工方法总结如下：

1. CNC加工中心的丝锥加工法

1.1 CNC加工件丝锥加工的分类及特点

采用丝锥加工螺纹孔是最常用的加工方法，它主要适用于直径较小(D<30)，孔位置精度要求不高的螺纹孔。在20世纪80年代，螺纹孔均采用柔性攻丝方法，即采用柔性攻丝夹头夹持丝锥，攻丝夹头可做轴向补偿，补偿机床轴向进给与主轴转速不同步造成的进给误差，保证正确螺距。柔性攻丝夹头结构复杂，成本较高，容易损坏，加工效率较低。近年来，CNC加工中心的性能逐步提高，刚性攻丝功能成为CNC加工中心的基本配置。因此，刚性攻丝成为目前螺纹加工的主要方法。即用刚性弹簧夹头夹持丝锥，主轴进给与主轴转速由机床控制保持一致。弹簧夹头相对于柔性攻丝夹头来说，结构简单，价格便宜，用途广泛，除夹持丝锥外，还可夹持立铣刀、钻头等刀具，可以降低刀具成本。同时，采用刚性攻丝，可以进行高速切削，提高加工中心使用效率，降低制造成本。

1.2 CNC加工件攻丝前螺纹底孔的确定

螺纹底孔的加工对于丝锥的寿命、螺纹加工的质量等方面有较大影响。通常，螺纹底孔钻头直径选择接近螺纹底孔直径公差的上限。

1.3 CNC加工中心的丝锥选择

选择丝锥时，首先，必须按照所加工的材料选择相应的丝锥，刀具公司根据加工材料的不同生产不同型号的丝锥，选择时要特别注意。因为丝锥相对于铣刀、镗刀来说，对被加工材料非常敏感。例如，用加工铸铁的丝锥来加工铝件，容易造成螺纹掉牙、乱扣甚至丝锥折断，导致工件报废。其次，应注意通孔丝锥与盲孔丝锥的区别，通孔丝锥前端引导较长，排屑为前排屑。盲孔前端引导较短，排屑为后排屑。用通孔丝锥加工盲孔，不能保证螺纹加工深度。再者，若采用柔性攻丝夹头，还应注意丝锥柄部直径及四方的宽度，应与攻丝夹头相同;刚性攻丝用丝锥柄部直径应与弹簧夹套直径相同。总之，只有合理的选择丝锥，才能保证加工的顺利进行。

2. 螺纹铣削法

2.1 CNC定制加工中螺纹铣削的特点

螺纹铣削是采用螺纹铣削刀具，加工中心三轴联动，即X、Y轴圆弧插补，Z轴直线进给的铣削方式加工螺纹。

CNC加工中心螺纹铣削主要用于大孔螺纹及难加工材料的螺纹孔的加工。它主要有以下特点：

⑴ 加工速度快，效率高，加工精度高。刀具材料一般为硬质合金材料，走刀速度快。刀具的制造精度高，因此铣削的螺纹精度高。

⑵ 铣削刀具适用范围大。只要是螺距相同，无论是左旋螺纹还是右旋螺纹，均可使用一把刀具，有利于降低刀具成本。

⑶ 铣削加工易于排屑、冷却，相对丝锥来讲切削情况较好，特别适用于铝、铜、不锈钢等难加工材料的螺纹加工，

尤其适合大型零部件及贵重材料的零部件的螺纹加工，能够保证螺纹加工质量和工件的安全。

⑷ 因没有刀具前端引导，适用于加工螺纹底孔较短的盲孔及没有退刀槽的孔。

2.2 CNC加工螺纹铣削刀具的分类

螺纹铣削刀具可分为两种，一种是机夹式硬质合金刀片铣刀，另一种是整体式硬质合金铣刀。机夹式刀具适用范围广，既可加工螺纹深度小于刀片长度的孔，也可加工螺纹深度大于刀片长度的孔。整体式硬质合金铣刀一般用于加工螺纹深度小于刀具长度的孔。

2.3 CNC加工零件螺纹铣削的数控编程

螺纹铣削刀具的编程与其它刀具的编程不同，如果加工程序编制错误，易造成刀具损坏或螺纹加工错误。编制时应注意以下几点：

⑴ 首先应将螺纹底孔加工好，对小直径孔用钻头加工，对较大的孔应采用镗削加工，保证螺纹底孔的精度。

⑵ 刀具切入切出时应采用圆弧轨迹，通常为1/2圈进行切入或切出，同时Z轴方向应行进1/2螺距，以保证螺纹形状。刀具半径补偿值应在此时带入。

⑶ X、Y轴圆弧插补一周，主轴沿Z轴方向应行进一个螺距，否则，会造成螺纹乱扣。

3. CNC加工中心挑扣法

3.1 挑扣法的特点

箱体类零件上有时也能遇到大螺纹孔，在没有丝锥和螺纹铣刀的情况下，可采用类似车床挑扣的方法。在镗刀杆上安装螺纹车刀，进行镗削螺纹。公司曾经加工一批零件，螺纹是M52x1.5，位置度是0.1mm，因为位置度要求较高，螺纹孔较大，无法使用丝锥进行加工，且没有螺纹铣刀，经过试验，采用挑扣方法保证了加工要求。

3.2 CNC加工中心挑扣法的注意事项

⑴ 主轴启动后，应有延时时间，保证主轴达到额定转速。

⑵ 退刀时，如果是手磨的螺纹刀具，由于刀具不能刃磨对称，不能采用反转退刀，必须采用主轴定向，刀具径向移动，然后退刀。

⑶ 刀杆的制造必须精确，尤其是刀槽位置必须保持一致。如不一致，不能采用多刀杆加工。否则就会造成乱扣。

⑷ 即使是很细的扣，挑扣时也不能一刀挑成，否则会造成掉牙，表面粗糙度差，至少应分两刀。

⑸ 加工效率低，只适用于单件小批、特殊螺距螺纹和没有相应刀具的情况。