在数控镗铣中心上去除不全螺纹的铣削方法与流程

本发明涉及核主泵加工的领域，具体的说是一种在数控镗铣中心上去除不全螺纹的铣削方法。

背景技术：

核主泵泵体均为大型工件，重量在18吨以上，其密封法兰面上的大螺纹孔(此尺寸在m100以上)需在大型数控镗铣中心上进行加工，在实际操作中无论螺纹孔的端面是否进行倒角，均会出现不是全螺纹的螺牙，这是必然的现象。按照核主泵的加工制造要求，螺纹孔的开始部分不允许存在不全螺纹部分。目前是在设备上加工完螺纹后采用手工打磨的方法去除不全螺纹部分。手工打磨操作存在太多的不确定因素，首先是一个工件存在多个螺纹孔，要保证在打磨过程中不能伤到里面相邻的螺牙；其次打磨工具不能含有污染元素，价格高昂，由于孔多，打磨工具消耗数量大；再次消耗工人的大量的加工时间。即使采用一些保护措施，也很难保证操作的安全性和可靠性；因此开发数控程序进行加工，增加制造的安全性，经济性，可靠性。

如图1所示，一般的大尺寸的螺距p都是在3-6mm之间，螺纹的间距都很小，在接近端面的部位都是不全螺纹部分，此部分螺纹边缘锋利，很容易划伤螺栓表面，并且由于存在此部分螺纹，螺栓也不容易对正。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种在数控镗铣中心上去除不全螺纹的铣削方法,采用铣刀铣削的方法达到技术要求。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种在数控镗铣中心上去除不全螺纹的铣削方法，包括以下步骤：

以工件的端面作为加工螺纹及铣削不全螺纹的基准平面，确定要加工的第一个全扣的位置；

确定加工起始点所在的加工区域；

根据确定的不同的加工区域，确定不同的加工深度，将刀具确定在加工深度处，采用逆铣，即从里往端面进行铣削。

所述加工区域划分为四个区域：以数控系统的x轴、y轴为坐标轴，将一个圆周划分为四等分，形成四个区域，每个区域是1/4个圆周，其中，1号区域的加工起始点为0度，2号区域的加工起始点为-90度，3号区域的加工起始点为-180度，4号区域的加工起始点为-270度。

所述将刀具确定在加工深度处，采用逆铣，即从里往端面进行铣削，具体为：首先使z轴移动到基准平面，再使z轴移动到所需要的加工深度；逆时针切削，刀具中心以圆弧形式沿着螺纹线切入到起始点位置s点；逆时针切削整圆，x轴、y轴起点与终点为同一点，z轴沿着螺旋线移动一个螺距；使x轴返回到螺纹孔中心；z轴移动到安全返回平面。

当加工起始点所在的加工区域为1号区域时，螺纹起点为：x＝r51，y＝0，z＝r53，cr＝r52，逆时针切削整圆至x＝0y＝0z＝r9i＝-r51j＝0。

当加工起始点所在的加工区域为2号区域时，螺纹起点为：x＝0，y＝-r51，z＝r53，cr＝r52，逆时针切削整圆至x＝0，y＝0，z＝r9，i＝0，j＝r51。

当加工起始点所在的加工区域为3号区域时，螺纹起点为：x＝-r51，y＝0，z＝r53，cr＝r52，逆时针切削整圆至x＝-r51，y＝0，z＝r53，cr＝r52。

当加工起始点所在的加工区域为4号区域时，螺纹起点为：x＝0，y＝r51，z＝r53，cr＝r52，逆时针切削整圆至x＝0，y＝0，z＝r9，i＝0，j＝-r51。

本发明具有以下优点及有益效果：

1.通过机械设备加工方法去除不全螺纹，加工精确；

2.节省钳工的精力和节省打磨设备；

3.安全性高。

附图说明

图1为螺纹加工图；

其中，r21为螺纹大径，d2为螺纹中径，d1为螺纹小径，r9为螺距p；o为螺纹孔中心，设定为坐标原点；

图2为铣削不全螺纹示意图(加工区域1)；

其中，1为工件；2为铣刀；

a为基准平面；b为安全返回平面；l为安全返回平面与基准平面距离；

s为加工不全螺纹起点；r50为铣刀半径；r51为坐标原点至刀具起点距离，即os距离；

图3为加工区域1的数控坐标图；

其中，o—螺纹孔中心，设定为座标原点；o′为加工深度；s—刀具切削起点；r21——螺纹大径；r50——铣刀半径；r51——r21/2-r50，两个圆心距离；r52＝r51/2，刀具以r52为半径，以圆弧形式从o′点运行到s点；1号区域的起刀点是0°，2号区域的起刀点是-90°，3号区域的起刀点是-180°，4号区域的起刀点是-270°。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

本发明属于核主泵加工制造领域的加工方法，具体说是在数控镗铣中心上去除大螺纹的不全螺纹部分的数控加工方法。此方法采用数控编程的方法，通过铣削方式，将不全螺纹部分去除掉，这样在装配过程中，其不全螺纹部分不能划伤主螺栓表面，并且便于主螺栓与主螺纹孔对正，增加装配的安全性，便于装配。采用设备为意大利pama公司生产的speedram2000数控镗铣中心，应用siemens840语言系统。

第一：加工基准的统一。在加工螺纹及不全螺纹时均是以工件端面做为基准平面进行加工，而加工基准的统一就确保了加工操作的安全性。

第二：加工区域的确定。螺纹是以每360度产生一个螺距形式的连续螺旋线，如图3，将一个圆周分成4等分，形成4个区域，每个区域是1/4个圆周即90度，1号区域的加工起始点为0度，2号区域的加工起始点为-90度，3号区域的加工起始点为-180度，4号区域的加工起始点为-270度，因为每个螺距的加工都是以螺旋线形式连接的，即360度为1个螺距，所以每个区域都是以1/4螺距的距离产生。

第三：加工起始点的确定。当加工完螺纹时，观察螺纹端头与工件端面形成的不全螺纹位置处于哪个区域，确定区域后再确定程序的输入参数。

第四：采用逆铣的方式进行加工。根据确定的不同区域，确定不同的加工深度，将刀具确定在加工深度处，采用逆铣，即从里往端面进行铣削，由于在原理第一处已确定了相同的加工基准，因此采用从里往外铣削的加工方法，即保证了不能铣削到里边的相邻的全螺纹齿形，使其加工具有安全性。

如图1-2所示，首先是以工件的端面作为加工螺纹及铣削不全螺纹的基准平面，然后通过观察，确定好要加工第一个全扣的位置(如图3)，如果是1号区域，则主程序里的r1＝1，如果是2号区域则r1＝2，以此类推。在设计子程序时，避免铣到相邻的扣牙，采用3轴联动方法沿螺旋升角小圆(r52)切入，然后在沿螺距整圆铣削一圈，之后退刀，一个孔加工完。在选用铣刀时可任意铣刀直径，只要不超过孔直径就可以，因为在子程序里有计算铣刀半径。因为此程序与铣螺纹程序是同一个加工基准平面，所以在铣不全螺纹时只要对一次零点就可以了，程序可以直接走连续加工完所以孔。这种加工路线即方便又准确。

程序说明

子程序设置：r1＝加工区域，r2＝参考平面，r3＝加工深度(必须是螺距倍数)，r9＝螺距，r10＝安全返回平面，r21＝螺纹孔公称直径。

r1＝1r2＝0r9＝3r10＝lr21＝115r50＝10

r1＝加工区域，共分为4个区域，1为1号区域，2为2号区域，3为3号区域，4为4号区域。

r2＝基准平面。

r9＝螺距。

r10＝l，安全返回平面。此平面离基准平面应足够大，以使刀具在从此孔运行到下一孔时避免与基准平面干涉，碰坏工件表面。

r21＝螺纹大径。

r50＝铣刀半径。

；(r1＝machinangle1＝0degree2＝-90degree3＝-180degree4＝-270degree)

；(r2＝referenceplane)

；(r9＝pitch)

；(r10＝retractplane)

；(r21＝threaddia.)

；(r50＝toolrad.)

r51＝r21/2-r50铣刀移动到起点的直线距离。

r52＝r51/2铣刀从加工深度o′移动到s点的半径。

r53＝r9/41/4螺距，360度为一个螺距，因为是4个加工区域，所以每90度是一个加工区域。

r80＝-r9将螺距数值赋予r80用于计算。

r81＝r80-r53r82＝r81-r53r83＝r82-r53r84＝r83-r53

r81——1号区域的加工深度；r82——2号区域的加工深度；

r83——3号区域的加工深度；r84——4号区域的加工深度；

当r1＝1时跳转到目标程序1。当r1＝2时跳转到目标程序2。当r1＝3时跳转到目标程序3。当r1＝4时跳转到目标程序4。当r1什么都没等于或超出条件范围时跳转到目标程序5。

label1:目标程序1。

g00g90z＝r2z轴快速移动到基准平面

g00z＝r81z轴快速移动到1号区域所需要的加工深度。

g91g64由绝值改为增量值编程，开始连续路径执行程序。

g03x＝r51y＝0z＝r53cr＝r52逆时针切削，x轴y轴移动到螺纹起点，z轴移动1/4螺距的距离，沿着螺纹升角切入。(g03为程序语言，表示逆时针旋转；cr为程序语言，表示刀具轨迹半径)

g03x＝0y＝0z＝r9i＝-r51j＝0逆时针切削整圆，x轴y轴起点与终点为同一点，z轴沿着螺旋线移动一个螺距。(i，j为刀具中心s相对于坐标原点o的坐标，等同于x，y坐标)

g01x＝-r51x轴返回到螺纹孔中心。

g00g90g60z＝r10取消准停连续路径，z轴以绝对值快速移动到安全返回平面。

gotoflabel5跳转到目标5结束程序。

label2:目标程序2。

g00g90z＝r2z轴快速移动到基准平面。

g00z＝r82z轴快速移动到2号区域所需要的加工深度。

g91g64由绝值改为增量值编程，开始连续路径执行程序。

g03x＝0y＝-r51z＝r53cr＝r52逆时针切削，x轴y轴移动到螺纹起点，z轴移动1/4螺距的距离，沿着螺纹升角切入。

x＝0y＝0z＝r9i＝0j＝r51逆时针切削整圆，x轴y轴起点与终点为同一点，z轴沿着螺旋线移动一个螺距。

g01y＝r51x轴返回到螺纹孔中心。

g00g90g60z＝r10取消准停连续路径，z轴以绝对值快速移动到安全返回平面。

gotoflabel5跳转到目标5结束程序。

label3:目标程序3。

g00g90z＝r2z轴快速移动到基准平面。

g00z＝r83z轴快速移动到3号区域所需要的加工深度。

g91g64由绝值改为增量值编程，开始连续路径执行程序。

g03x＝-r51y＝0z＝r53cr＝r52逆时针切削，x轴y轴移动到螺纹起点，z轴移动1/4螺距的距离，沿着螺纹升角切入。

x＝0y＝0z＝r9i＝r51j＝0逆时针切削整圆，x轴y轴起点与终点为同一点，z轴沿着螺旋线移动一个螺距。

g01x＝r51x轴返回到螺纹孔中心。

g00g90g60z＝r10取消准停连续路径，z轴以绝对值快速移动到安全返回平面。

gotoflabel5跳转到目标5结束程序。

label4:目标程序4。

g00g90z＝r2z轴快速移动到基准平面。

g00z＝r84z轴快速移动到4号区域所需要的加工深度。

g91g64由绝值改为增量值编程，开始连续路径执行程序。

g03x＝0y＝r51z＝r53cr＝r52逆时针切削，x轴y轴移动到螺纹起点，z轴移动1/4螺距的距离，沿着螺纹升角切入。

x＝0y＝0z＝r9i＝0j＝-r51逆时针切削整圆，x轴y轴起点与终点为同一点，z轴沿着螺旋线移动一个螺距。

g01y＝-r51x轴返回到螺纹孔中心。

g00g90g60z＝r10取消准停连续路径，z轴以绝对值快速移动到安全返回平面。

gotoflabel5跳转到目标5结束程序。

label5:m17子程序结束。