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基于 MasterCAM 的螺纹加工编程技术
2017-03-17 16:44:30  作者:陈学斌  来源:网络
  •   在微波腔体类零件上,螺纹组孔作为微波信号的输入输出接口,其加工精度将直接影响组件的装配精度,从而影响微波组件的电气性能。介绍了一种在 MasterCAM 软件中,利用数控加工编程软件的螺旋插补加工功能,进行螺纹高速铣削的加工编程技术。

  螺 纹 组 孔(见 图1)作为微波信号的输 入 输 出 接口,在 微 波 腔 体 类 零 件 上经常出 现。其 螺 纹 一 般 为英制 螺 纹,螺 纹 与 腔 体 上表面或底面的位 置 关 系 一般要求都比较高。

     图1 螺纹组孔示意图

  对于此 类 螺 纹 组 孔 中螺纹 的 精 密 加 工,早 期 方法[1-2]是在普通车床上采用花盘加角铁装夹进行螺纹的车削加工。这种方法对加工人员的技术水平要求很高,零件装夹定位复杂,调整费时,加工效率极低,加工的精度也不易保证。

  随着数控加工技术的发展,一种在加工中心或数控铣 上,采 用 参 数 编 程 进 行 螺 纹 铣 削 加 工 的 方法[3]逐渐得到应用。这种方法需要手工编制螺纹加工的参数子程序,然后在零件加工主程序中调用该子程序。针对不同规格的螺纹,还需要对子程序中的参数进行修改。这种方法因需要手工编程,往往容易出现差错.

  本文介绍一种在MasterCAM 软 件 中,应用数控加工软件的螺旋插补加工功能,进行螺纹高速铣削的加工编程技术。

  1、 螺旋加工(ThreadMill)

  螺旋加工(Thread Mill)是指刀具沿着一个直径为 D(螺 纹 大 径-刀 具 直 径)、节 距 为 P(螺 纹 螺距)的螺旋线进行切削,从而完成螺纹的加工[4]。以微波腔体零件上经常遇到 的1/4in36牙 英制螺纹为例,建立待加工螺纹的中心点或者螺纹大径作为加工图素。

  选择 MasterCAM 软件的螺旋铣削(ThreadMill)加工功能(见图2)。按提示栏的提示选取相应的加工图素。加工图素可以是待加工螺纹的中心点,也可以是该螺纹的大径。以选取螺纹中心点为例,点击“确定”后便得到螺旋铣削加工对话框(见图3)。

  图2 螺旋铣削菜单选项

  图3 螺旋铣削加工对话框

  在图3 所 示 对 话 框 中,设 置 螺 纹 大 径 (Majorthreaddiameter)为6.35mm、螺 距(Threadpitch)为0.706mm 以及螺纹深度(Threaddepth)等各项参数。其中,应特别注意切入/切出圆弧(Entry/ex-itarc)的设定,应考虑螺纹刀下刀和抬刀时不会产生干涉、能完全退出螺纹的牙形,一般该参数取螺纹大径与螺纹刀直径之差的1/2。

  确定螺纹类型并选择螺纹的加工方向(Machi-ningdirection)后,点 击“确 定”,便 可 得 到 螺 纹 加 工刀具路径(见图4)。调用相应数控系统的后置处理程序,生成 NC 加 工 程 序,该程序无须任何手工修改,利用传输软件将其传到机床控制系统,即可直接用于螺纹的加工。

  图4 螺纹加工刀具路径

  如果将螺纹刀换成普通端铣刀或镗刀,通过合理设置螺距等参数的数值,也可以用于螺纹组孔上光孔的精密镗铣加工编程。

  2 、螺旋式轮廓加工(Contour-Ramp)

  使用该方法编程,加工图素为待加工螺纹的大径 D。选择轮 廓 铣 削(Contour)功 能(见 图5)。按提示栏的提示选取加工图素,点击“确定”后便得到轮廓加工对话框(见图6)。

  图5 轮廓加工菜单选项

  图6 轮廓加工对话框

  在图6所示的对话框中选择螺旋式轮廓加工(Ramp)方式,可出现加工对话框(见图7)。

  图7 螺旋式轮廓加工对话框

  在 该 对 话 框 中,选 取 渐 降 深 度(Rampdepth),并设置其值为螺纹的螺距(0.706mm)。设 置 好 轮廓加工 (contourparameters)各 项 参 数 后 点 击 “确定”,同样可得到刀具路径。

  合理设置螺纹螺距等参数的数值,换用端铣刀或镗刀,同样可以用于螺纹组孔上光孔的精密镗铣加工。

  在 MasterCAM 软件中对于光孔的镗铣加工,使用全圆铣削(circlemill)加工方法会更加简便。

  3 、技术特点

  采用上述2种方法得到刀具路径后,调用相应数控系统的后 处 理 程 序,即 可 生 成 螺 纹 加 工 的 NC程序。与参数编程方法加工螺纹相比,采用上述方法具有下述优点。

  1)可以直接得到螺纹加工所需的 NC程序。利用加工软件生成的刀具路径文件直接后置处理,即可得到加工所需的 NC加工程序。不需要手工修改加工主程序,手工编制螺纹加工子程序,以及手工修改子程序中的各项参数值。

  2)螺纹加工深度的控制更方便、更精确。采用参数编程的方法加工螺纹时,因为参数子程序的每次循环都应 完 成 一 个 完 整 的360°螺 旋,所 以,螺 纹的加工深度应为螺距的整倍数。为了使螺纹加工在深度方向上尽可能地接近底部,常常需要通过调整下刀点的Z 坐 标 值,来控制螺纹加工的结束深度。而使用现在的方法,在加工对话框中直接输入螺纹的深度值即可。

  3)螺纹加工的过程更安全、更高效。该技术充分地发挥了数控加工编程软件的功能,使得螺纹组孔的数控加工过程更加简便、更加自动化。这样,一方 面 节 省 了 编 程 时 间,提 高 了 工 作 效率;同时,也减少了在程序编制过程中因手工修改而出差错的几率,避免了可能造成的加工零件的报废甚至设备事故。

  对于在同一加工工位上有多个螺纹组孔的零件,该方法较以往加工方法具有更高的生产效率。

   4 、结语
  
选用 MasterCAM 编 程 软 件 的 螺 旋 加 工 方 法(Thread Mill)或 螺 旋 式 轮 廓 加 工 方 法 (Contour-Ramp),可实现微波腔体类零件上螺纹的高速加工,提高了加工编程的效率。上述2种方法编程时参数的设置大同小异,螺纹加工的效果也完全一样。



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