螺纹的数控车铣加工_周维泉_9787111561828

本书由浅入深、详细介绍了螺纹的数控车、铣加工方法，是作者从事数控工艺和加工几十年中关于螺纹加工方面的经验总结。本书内容6章。第1章是螺纹的基础知识和相关标准；第2章是螺纹数控车加工基础，既详细介绍了数控车螺纹用的刀具、粗车螺纹的两个重要原则及计算方法，又详细介绍了发那科系统和西门子系统用于车螺纹的各种指令。第3章是螺纹的数控车削，既具体介绍了各种标准螺纹的数控车削方法，又详细介绍了钢丝绳卷筒上绳槽（双线半圆剖面三段组合螺旋槽）的数控车削方法，两种头尾相接的特殊螺旋槽的以车代铣方法，以及车去三角螺纹头部不完整部分的方法；第4章是螺纹数控铣加工基础，既介绍了数控铣螺纹和攻螺纹用的刀具，又详细介绍了发那科系统和西门子系统用于铣螺纹和刚性攻螺纹的各种指令；第5章是刚性攻螺纹和用镶嵌式螺纹铣刀铣螺纹；第6章是用整体硬质合金螺纹铣刀铣螺纹。书中的加工案例绝大部分是作者亲历过的。书中既有数控车、铣螺纹的必备知识，又有数控车、铣各种螺纹的具体方法，其中有些方法还是作者首创。书中提供了许多车、铣同类螺纹的通用宏程序，读者使用时只要按具体条件对相应的变量赋值就可以使用。

　　螺纹不但是零件的常见要素，而且在许多场合还是零件的重要要素。

　　作者与数控车床打了几十年交道，做过上千种零件的数控车削工艺和加工，曾在多种材质的零件上车过各种制式和各种精度要求的螺纹。螺纹车得多了，积累了些经验，也有过一些教训。有时候教训比经验更让人印象深刻。有一次承接一批质量要求高的国外不锈钢质仪表接头加工，其中主要是车其上的NPT1.5内锥螺纹。作者使用的是一把直径咖20mm的进口可转位螺纹车刀。此刀全长140mm，截去35mm（当时舍不得多去）还剩105mm。加工时夹持60mm，伸出45mm，车出的螺纹表面有少许振纹。分别改变各项工艺参数，无效。调整机床间隙，无效。背吃刀量再小也还有振纹。无奈交货，遭退货，损失不小。忍痛把车刀再截去15mm，伸出30mm，加工时就没有振纹了。作者认为，数控车螺纹效率高、成本低、质量（尤其是表面质量）好，前提条件是要有好的工艺和加工程序。

　　有些非回转体零件上的螺纹不好车削，只能在数控铣床或加工中心上攻螺纹或铣削。作者与数控铣削加工打交道不到十年，总体还在初中水平，所幸遇到过许多攻螺纹加工和铣螺纹加工，在攻锥螺纹和用各种螺纹铣刀铣螺纹方面有一些经验，当然还有教训。作者初次铣螺纹是在第三届全国数控技能大赛数铣赛项赛题试切过程中，当时是在钢质件上铣M12粗牙内螺纹，用径向人刀编程。试切时在人刀这一步铣刀就断了。一看，此铣刀直径只有φ7.5mm，中心还有内冷孔，再去掉刃齿截面和4条排屑槽截面，横截面积非常小，禁不住入刀时的背向力。这把价值2000多元的铣刀，就因为人刀一步错被毁掉了！改用转半圈螺旋入刀后，该螺纹顺利铣成。难车削螺纹用攻螺纹加工还是铣加工？如果选择铣加工，用什么样的铣刀？这都是数控工艺员面临的课题。作者以为，选对刀（刃）具、选对加工方法和编制正确的加工程序是在数控铣床和加工中心上加工螺纹的3个必要条件。

　　作者花费不少时间和精力把自己几十年加工螺纹的实践梳理了一下，把正、反两方面的经验总结了一下，把当时急着交活来不及思考的问题又重新思考一遍，归纳成螺纹数控车、铣加工的若干方法和原则，与读者一起分享。

　　关于这本书中的程序，有5个问题要说明。

　　1.程序适用的数控系统问题

　　数控系统的种类很多，但无论在国外还是在国内，存量机床的数控系统还是以发那科系统和西门子系统居多，所以书中开发和提供的加工程序直接针对这两种数控系统。

　　2.关于NC程序与宏程序的问题

　　大多数螺纹的数控车、铣加工用常规的NC程序就可以解决，只有车某些螺纹（例如车半圆弧螺纹和分层分多刀车锯齿形螺纹等）才需要用含变量的车削宏程序，也只有铣某些螺纹（例如铣锥管螺纹）才需要用含变量的铣削宏程序。铣某个具体的锥管螺纹时，用只含很少（两三个）变量的宏程序就可以进行加工。但书中提供的程序绝大部分是宏程序，而且其中用的变量个数还比较多，这是为了提高程序的通用性。这些宏程序可作“傻瓜程序”用，即如果使用前来不及读懂（理解），也可以按照说明给变量赋值后使用，先把螺纹加工出来，回头再抽时间读懂它。

　　3.关于书中宏程序的使用（套用）问题

　　书中提供的大部分是通用宏程序。开发这些通用宏程序时把能想到的加工尺寸和切削参数等都用变量表示。可以把程序（包括宏程序）分成头部、“身段”和尾部三部分。书中宏程序的核心是“身段”部分。在使用发那科系统和西门子系统进行数控加工时，这部分是不能改的。在使用其他数控系统进行加工时，应对“身段”部分的内容做原原本本的翻译。至于对容易看懂的头、尾部分，必要时可略做修改（以适应所用的具体机床）。例如，由于书中所有的铣螺纹（包括攻螺纹）的程序都是针对数控铣床的，所以在加工中心（即使配置的是发那科系统或西门子系统）上使用时，应在程序的头部加换刀指令。

　　4.关于铣螺纹是用刀心轨迹编程（不用G41或G42指令）还是用切削轨迹编程的问题

　　在大多数场合，用这两种轨迹编程都是可以的。但由于含G41或G42指令的程序用起来方便（可用改变刀补栏内的刀径设定值来调节铣出螺纹直径的大小），所以书中提供的大部分是含G41或G42指令的程序。只有在一些无法使用G41或G42指令编程的场合（例如钻底孔、倒角和铣螺纹合一时以及所用铣刀直径与螺纹底孑L直径很接近的情况下铣螺纹时），不得已才使用刀心轨迹编程。使用这两类程序时，注意屏幕显示轨迹的差异和进给量指令（赋值）数据的差异。

　　5.关于西门子程序使用时的一个细节

　　对于书内有“>”或“<”号的程序，如果用西门子操作面板手工输入，则不会有问题。而如果先手工输入计算机，再从计算机传输进数控系统，运行时机床有可能报字符格式错误。如果出现此种情况，把“>”或“<”号删掉后，用面板上的键重输入就可解决。

　　关于本书的内容，有两个问题要做交代。

　　1.螺纹加工的方法其实很多，螺纹机加工也有多种方法

　　精度要求不高的外螺纹标准件可以用搓螺纹的方法快速加工出来。批量大的梯形螺纹、丝杠、螺杆（如螺杆泵的转子和定子模芯）和蜗杆（如汽车刮水器传动蜗杆）可以用旋风铣高速铣加工。本书的内容限于在数控车床、数控铣床和加工中心上加工螺纹，所以没有收入以上两种加工方法。

　　2.在数控铣床和加工中心上还可以做挤压攻螺纹和振动攻螺纹

　　挤压攻螺纹要用专用的挤压丝锥，振动攻螺纹要购置和安装振动源。还有振动与挤压并用的振动挤压攻螺纹。关于这方面的内容本书未收入。

　　如果说一本好的文学书应该是思想和艺术的探索，那么一本好的技术书就应该是技术和方法的探究。尽管这个目标很高，但我还是向这个目标努力。作者的本意是想写一本既有实践又有理论、既有深度又有广度、既有传统方法又有创新方法、既能让螺纹加工人员直接使用又能对教学螺纹加工的师生有帮助的书。我不知道最终的结果离这个目标有多远，我只知道自己已经努力了。

　　由于作者的经验有限、知识有限、见识有限，书中难免有疏漏、不足和错误之处，恳请广大读者指正。

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