1,、引言
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,、板牙手工攻絲及套扣。隨著數(shù)控加工技術的發(fā)展,，尤其是三軸聯(lián)動數(shù)控加工系統(tǒng)的出現(xiàn),，使更先進的螺紋加工方式———螺紋的數(shù)控銑削得以實現(xiàn)。螺紋銑削加工與傳統(tǒng)螺紋加工方式相比,， 在加工精度,、加工效率方面具有極大優(yōu)勢,，且加工時不受螺紋結構和螺紋旋向的限制，如一把螺紋銑刀可加工多種不同旋向的內,、外螺紋,。對于不允許有過渡扣或退刀槽結構的螺紋，采用傳統(tǒng)的車削方法或絲錐,、板牙很難加工,，但采用數(shù)控銑削卻十分容易實現(xiàn)。此外,，螺紋銑刀的耐用度是絲錐的十多倍甚至數(shù)十倍,，而且在數(shù)控銑削螺紋過程中，對螺紋直徑尺寸的調整極為方便,，這是采用絲錐,、板牙難以做到的。由于螺紋銑削加工的諸多優(yōu)勢,， 目前發(fā)達國家的大批量螺紋生產(chǎn)已較廣泛地采用了銑削工藝,。
2,、螺紋銑削加工實例
圖1所示為M6標準內螺紋的銑削加工實例,。工件材料：鋁合金；刀具：硬質合金螺紋鉆銑刀,；螺紋深度：10mm,；銑刀轉速：2,000r/min；切削速度：314m/min,； 鉆削進給量：0.25mm/min,；銑削進給量： 0.06mm/齒；加工時間：每孔1.8s,。
圖1所示加工工位流程為：①位,，螺紋鉆銑刀快速運行至工件安全平面；②位,，螺紋鉆銑刀鉆削至孔深尺寸,；③位，螺紋鉆銑刀快速提升到螺紋深度尺寸,；④位,，螺紋鉆銑刀以圓弧切入螺紋起始點；⑤位,，螺紋鉆銑刀繞螺紋軸線作X,、Y方向插補運動，同時作平行于軸線的+Z方向運動,，即每繞螺紋軸線運行360°,，沿+Z方向上升一個螺距,，三軸聯(lián)動運行軌跡為一螺旋線；⑥位,，螺紋鉆銑刀以圓弧從起始點(也是結束點)退刀,；⑦位，螺紋鉆銑刀快速退至工件安全平面,，準備加工下一孔,。該加工過程包括了鉆孔、 倒角,、內螺紋銑削和螺紋清根槽銑削,，采用一把刀具一次完成，加工效率極高,。
3,、螺紋銑刀主要類型
在螺紋銑削加工中，三軸聯(lián)動數(shù)控機床和螺紋銑削刀具是必備的兩要素,。以下介紹幾種常見的螺紋銑刀類型：
（1）圓柱螺紋銑刀
圓柱螺紋銑刀的外形很像是圓柱立銑刀與螺紋絲錐的結合體(見圖2上,，圖2下為錐管螺紋銑刀)，但它的螺紋切削刃與絲錐不同,，刀具上無螺旋升程,，加工中的螺旋升程靠機床運動實現(xiàn)。由于這種特殊結構,，使該刀具既可加工右旋螺紋,，也可加工左旋螺紋，但不適用于較大螺距螺紋的加工,。
常用的圓柱螺紋銑刀可分為粗牙螺紋和細牙螺紋兩種,。出于對加工效率和耐用度的考慮，螺紋銑刀大都采用硬質合金材料制造,，并可涂覆各種涂層以適應特殊材料的加工需要,。圓柱螺紋銑刀適用于鋼、鑄鐵和有色金屬材料的中小直徑螺紋銑削,，切削平穩(wěn),，耐用度高。缺點是刀具制造成本較高,，結構復雜,，價格昂貴。
（2）機夾螺紋銑刀及刀片
機夾螺紋銑刀適用于較大直徑(如D>25mm)的螺紋加工,。其特點是刀片易于制造,，價格較低，有的螺紋刀片可雙面切削，但抗沖擊性能較整體螺紋銑刀稍差,。因此,，該刀具常推薦用于加工鋁合金材料。圖3 所示為兩種機夾螺紋銑刀及刀片,。圖3a為機夾單刃螺紋銑刀及三角雙面刀片,，圖 3b為機夾雙刃螺紋銑刀及矩形雙面刀片。
（3）組合式多工位專用螺紋鏜銑刀
組合式多工位專用螺紋鏜銑刀的特點是一刀多刃,， 一次完成多工位加工,，可節(jié)省換刀等輔助時間，顯著提高生產(chǎn)率,。圖4所示為組合式多工位專用螺紋鏜銑刀加工實例,。工件需加工內螺紋、倒角和平臺d4,。若采用單工位自動換刀方式加工,，單件加工用時約30s。而采用組合式多工位專用螺紋鏜銑刀加工,，單件加工用時僅約5s,。
4、螺紋銑削軌跡
螺紋銑削運動軌跡為一螺旋線,，可通過數(shù)控機床的三軸聯(lián)動來實現(xiàn),。圖5為左旋和右旋外螺紋的銑削運動示意圖。
與一般輪廓的數(shù)控銑削一樣,，螺紋銑削開始進刀時也可采用1/4圓弧切入或直線切入,。銑削時應盡量選用刀片寬度大于被加工螺紋長度的銑刀，這樣,， 銑刀只需旋轉360°即可完成螺紋加工。螺紋銑刀的軌跡分析如圖6所示,。
5,、螺紋銑削編程
現(xiàn)結合M30×1.5右旋內螺紋銑削加工實例說明螺紋銑削的編程方法。工件材料：42CrMo4,；螺紋底孔直徑：Di=28.38mm,；螺紋直徑：Do=30mm；螺紋長度L=20mm,；螺距：P=1.5mm,；機夾螺紋銑刀直徑：D2=19mm；銑削方式：順銑,。
(1) 參數(shù)計算
主軸轉速N為
N=1000V/(D2×p=1000×150/(19×3.14)=2512r/min
銑刀齒數(shù)Z=1,，每齒進給量f=0.1mm，銑刀切削刃處進給速度F1為
銑刀中心進給速度F2為
設安全距離CL=0.5mm,切入圓弧半徑Re為
Re=[(Ri-CL)2+R02]/(2R0)=[(14.19-0.5)2+152]/(2×15)=13.747mm
切入圓弧角度b為
b=180°-arcsin[(Ri-CL)/Re]=180°-arcsin[(14.19-0.5)/13.747]=95.22°
為便于計算,，可近似取值為90°,。切入圓弧時的Z軸位移Zα為
Zα=Pα/360°=1.5×90°/360°=0.375mm
切入圓弧起始點坐標為
(2)螺紋銑削程序(Fanuc系統(tǒng))
%
N10 G90 G00 G57 X0. Y0.
N20 G43 H10 Z0. M3 S2512
N30 G91 G00 X0. Y0. Z-20.375
N40 G41 D60 X0. Y-13.690 Z0.
N50 G03 X15. Y13.69 Z0.375 R13.747 F92
N60 G03 X0. Y0. Z1.5 I-15. J0.
N70 G03 X-15. Y13.69 Z0.375 R13.747
N80 G00 G40 X0. Y-13.690 Z0.
N90 G49 G57 G00 Z200. M5
N100 M30
%