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螺旋下刀在数控铣床中的应用

2013-05-04 10:47:49.0 来源：作者：

1.螺旋下刀的分析

　　螺旋下刀过程中，刀具沿一柱面上的螺旋线走刀，如附图所示。当刀具连续走刀时，端刃旋转形成的环状区域在底面上的投影和螺旋线在底面上的投影为一圆。在加工过程中，螺旋下刀时，随着周向角度自变量的变化，刀具轨迹沿螺旋路线切削，当深度Z到达预设深度时，螺旋下刀停止，其中P为螺旋线的螺距，即刀具在XY平面每切一圈，Z方向的进刀距离。

2.螺旋下刀的应用

　　（1）轮廓铣削铣削型腔时传统的加工方法是采用键槽铣刀进行挖槽加工，而立铣刀在加工型腔时，效率更高，但立铣刀在切削时如果垂直下刀对刀具和工件损坏比较明显。为了解决立铣刀（或机夹刀）下刀的问题，数控加工中常采用的方法有螺旋下刀或斜线下刀的方式，在加工内腔轮廓时特别是难加工材料的加工，编程时可采用沿内腔轮廓进行螺旋式渐降斜插下刀的方法加工，可有效的提高加工效率和延长刀具的使用寿命。

　　（2）螺纹铣削传统的螺纹加工方法主要为采用螺纹车刀车削螺纹或采用丝锥、板牙手工攻丝及套扣。随着数控加工技术的发展，尤其是三轴联动数控加工系统的出现，使更先进的螺纹加工方式螺纹的数控铣削得以实现。螺纹铣削加工与传统螺纹加工方式相比，在加工精度、加工效率方面具有极大优势，且加工时不受螺纹结构和螺纹旋向的限制，如一把螺纹铣刀可加工多种不同旋向的内、外螺纹。对于不允许有过渡扣或退刀槽结构的螺纹，采用传统的车削方法或丝锥、板牙很难加工，但采用数控铣削却十分容易实现。而且在数控铣削螺纹过程中，对螺纹直径尺寸的调整极为方便，这是采用丝锥、板牙难以做到的。例如要加工一个M40×1.5的内螺纹，在加工中心上采用螺旋下刀加工编程如下：

（3）孔加工螺旋铣孔过程由主轴的“自转”和主轴绕孔中心的“公转”两个运动复合而成，这种特殊的运动方式决定了螺旋铣孔的优势。首先，螺旋铣孔具有切削过程平稳、刀具承受切削力小和一次加工即可满足精度要求的优点，刀具中心的轨迹是螺旋线而非直线，即刀具中心不再与所加工孔的中心重合，属偏心加工过程。只需一把刀具就可以加工出不同直径、高质量的孔，既减少了换刀时间，又节省了精加工的工序，提高了工作效率，同时也减少了刀库刀具的数量和种类，降低了加工成本。其次，螺旋铣孔过程是断续铣削过程，有利于刀具的散热，从而降低了因温度升高而造成刀具磨损的风险。

　　孔加工采用螺旋线进给G02/G03，格式：G02(G03)X-Y-I-J-Z-F-L其中L为螺旋线圈数。例如：用直径10mm的键槽刀加工直径50的孔，工件高10mm。编程如下：