螺纹铣削数控技术在航空领域的应用

螺纹铣削数控技术在航空领域的应用

螺纹铣刀

CNC螺纹铣削的优势

传统的螺纹加工方法主要采用车削刀具进行螺纹加工,或使用丝锥、板牙等工具进行手工攻丝和螺纹加工。随着数控加工技术的发展,特别是三轴联动数控加工系统的出现,一种更先进的螺纹加工方法——数控铣削——得以实现。与传统的螺纹加工方法相比,数控螺纹铣削具有以下优势。

螺纹铣削时零件不动,刀具进行旋转铣削,而传统车削是零件旋转。传统车削中,非旋转体的螺纹加工存在装夹不灵活的问题,而铣削方法则解决了这个问题。同时,固定加工零件也减轻了机床的运动负荷,提高了定位精度和加工精度。

螺纹数控铣削不受螺纹结构和螺纹旋转方向的限制。同一把螺纹立铣刀可以加工螺距相同但直径不同的、旋转方向不同的内螺纹和外螺纹。

同一把螺纹铣刀,通过修改刀具半径补偿值,可以将螺纹加工到任意公差带。传统方法中,丝锥磨损后,螺纹尺寸小于公差带,就无法继续使用,只能报废。而当螺纹铣刀磨损后,螺纹孔尺寸小于公差带时,可以通过数控系统进行必要的刀具半径补偿调整,继续加工出尺寸合格的螺纹。

由于螺纹铣刀没有导向部分,因此不需要背槽或过渡扣,就能加工出接近螺纹底部、深度精确的螺纹。

螺纹铣刀的耐用度是丝锥的十几倍甚至几十倍。

数控铣削螺纹效率高。目前螺纹铣刀的制造材料为硬质合金,加工线速度可达80m/min~200m/min。而高速钢丝锥的加工线速度仅为10m/min~30m/min,因此数控铣削螺纹适合高速切削,提高了加工效率。

采用数控铣削螺纹的方法可以延长铣刀的使用寿命。钛合金、镍基合金、钼合金等高硬度材料和高温合金材料的螺纹加工一直是一个难题,主要是因为使用高速钢丝锥加工上述材料的螺纹时刀具寿命较短。而使用硬质合金螺纹铣刀则更为理想,刀具的切削力大大降低,解决了机床过载而无法带动丝锥进行正常加工的问题。

螺纹铣刀

螺纹铣削数控程序的编制

螺纹铣削程序的编制主要原理是采用G02、G03圆弧插补指令,即在两轴圆弧插补的同时加入第三轴直线插补,形成螺旋插补运动。螺纹铣削数控程序的编制方法有很多种。

手动编程

对于刀具路径简单的螺纹加工,我们可以通过简单的计算进行手工直接编程。例如,使用有效长度大于螺纹长度的多齿螺纹刀刀片加工螺纹时,只需沿螺纹轴线移动一个螺距即可完成整个螺纹加工。以下是加工长度为16mm的M1.5×9外螺纹的数控程序。

G00 G42 X100 Y0 Z15

M03 S3000

G0 Z-9(下行至螺纹长度)G01 X14.376 F100(刀具加工至螺纹底径)

G02 X14.376 Y0 I-14.376 J0 Z-7.5 (螺旋插补运动,同时Z方向增加1个螺距1.5)

G01 G40 X100 Z15

M30

P编程 G通用 Software

NX是西门子出品的一套集CAD/CAM/CAE为一体的软件系统,广泛应用于汽车、航空航天、模具加工等行业。我们使用的螺纹铣削功能就是其CAM编程功能之一。

首先进入“平面铣削”或“钻孔”加工环境,在“创建操作”对话框中选择“THREAD_MILLING”子类型。然后根据需要设置相关选项和参数,系统将生成相应的加工程序。

编程与 D编辑 Software

每种刀具一般都会根据其自身的螺纹铣刀提供一套专用的编程软件。这些专用软件都是非常优秀的螺纹铣削编程软件。在实际应用中,可以根据自身的特点选择不同的螺纹铣削数控编程专用软件。

螺纹铣刀

数控螺纹铣削技术的实际应用

由于螺纹铣削的诸多优点,许多制造企业已广泛采用数控螺纹铣削技术。我们在加工某复杂发动机零件的喷油嘴螺纹时,也经过试验研究采用了螺纹铣削方法,并取得了良好的效果。下面就此工艺流程及工艺流程作一简单介绍。

零件特点及加工难点

复杂零件是发动机的重要部件,如果采用车削加工喷油嘴螺纹零件,零件主体与喷油嘴不在同一旋转中心,给装夹和定位带来一定的困难,而采用铣削螺纹的方法,可以方便地装夹和加工。

螺纹铣刀的选择

在螺纹铣削加工中,三轴联动数控机床和螺纹铣刀是两个必不可少的要素。下面介绍几种常见的螺纹铣刀。

圆柱 Tread M生病 C彻底

圆柱螺纹铣刀在加工过程中螺旋升降是通过机床运动实现的。由于这种特殊的结构,该刀具既可以加工右旋螺纹,也可以加工左旋螺纹,但不适用于加工大螺距螺纹。它适用于铣削中小直径螺纹,切削平稳,耐用度高。缺点是刀具制造成本较高,价格昂贵。

包装机械 C灯 Tread M生病 C说出和 I插入

机夹螺纹铣刀适用于加工直径较大的螺纹(如D>25mm)。其特点是刀片制造容易,价格低廉。机夹螺纹铣刀的优点是刀片更换方便,从而降低加工成本。

组合 M多站 Special Tread BO形环 M生病 C彻底

组合式多工位特殊螺纹镗铣刀的特点是一把刀具多刃,一次完成多工位加工,节省换刀等辅助时间,显著提高生产率。该组合刀具可一次性完成工件加工所需的内螺纹、倒角、平台等加工。

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