使用 CAM 软件加工非标螺纹的方法

• 1
  要点速览
• 2
  螺纹为何对 CAM 软件而言是非标的
• 3
  在动刀路之前先构建螺纹牙型
• 4
  为非标牙型选择刀具
• 5
  检测没有标准量规的螺纹
• 6
  何时不该采用非标螺纹加工
• 7
  分步说明：使用 CAM 软件加工非标螺纹的流程
• 8
  选用哪种非标螺纹加工方法

大多数 CAM 刀路从螺纹表开始。你选择 M12 × 1.75 或 1/4-20 UNC，软件已经知道小径、牙底半径和进刀角度。非标螺纹就是表中缺失的那一种。锯齿形 7°/45°、API 套管、梯形 30°、圆形 DIN 405 以及专有紧固件牙型都属于这一类。

牙型通常由图纸定义，而不是标准编号。你会得到牙侧角、螺距、大径，有时还有牙底半径，但没有控制系统能查询的中径标注。没有该标注，就没有任何 G76 或 G92 程序段能正确加工出该牙型。

这种情况并不罕见。连接件、液压接头、航空航天联轴器和船舶轴系都使用为特定载荷方向设计的牙型。锯齿形螺纹只在一个牙侧承受推力。不对称正是关键，对称的 60° 循环会破坏它。

实际后果：你不再把螺纹当作循环，而是当作牙型来处理。这一转变正是本文其余部分的内容。

在 CAD 中按可测量的比例绘制完整的轴向截面。包括牙顶平面、两侧牙侧、牙底半径以及螺纹末端的退刀。未闭合的牙型在 CAM 内核尝试偏移时会失败。

统一使用毫米或英寸。在 CAD 草图与 CAM 装夹之间混用单位是首件报废最常见的原因。如果图纸是英寸，一次性换算螺距和直径，把换算后的数值写在装夹表上，不要再换算。

给牙型起一个与图纸版本匹配的名称。当客户发来更改了牙底半径的 B 版时，你需要知道后处理的是哪个文件。对牙型做版本控制比重新切削一批更便宜。

对照计划使用的刀片检查牙侧角。7°/45° 锯齿形需要匹配的刀片或磨制刀具。如果用 60° 刀片加工锯齿形，承载的牙侧将无法贴合。

单点车削是内螺纹的默认方法，约可做到直径的两倍。它只需一把刀片，CAM 刀路是一系列偏移走刀。限制因素是排屑和刀杆让刀，而不是软件。

螺纹铣削适用于更大直径、盲孔和薄壁。刀具比孔小，因此切削力低，切屑容易排出。它还允许你一直加工到台肩，因为刀具以圆弧方式切入。

用标准立铣刀进行螺旋插补是没有螺纹刀具时的备选方案。你按螺距生成螺旋线，让刀尖圆角形成牙底。它速度较慢，牙侧角取决于刀具几何形状，因此只适用于浅牙型或外观牙型。

对于不对称牙型，磨制成形刀具通常是保持牙侧角的唯一方法。首次加工时预算一把定制刀片，并将其视为装夹成本，而不是单件成本。

专有牙型没有环规，因此你测量各要素。使用螺纹千分尺或三针法检查中径，使用光学比较仪检查牙侧角，使用轮廓投影仪检查牙底半径。记录数值，而不是合格/不合格。

对照 CAM 牙型使用的同一定义检查中径。如果图纸在基准平面标注中径，而 CAM 牙型使用理论尖顶，两者会相差百分之几毫米。这个差距足以导致检验不合格。

如果零件昂贵，在松开夹紧前先在机床内测量首件。对一次性航空航天联轴器重新切削的成本远高于十分钟的在线检测。

将牙型文件、后处理代码和检测记录保存在一起。当客户两年后订购相同螺纹时，你无需重建任何东西。

非标螺纹在编程、刀具和检测上的成本都高于标准螺纹。如果接头不需要方向承载能力，标准公制或 UN 螺纹能以更低成本完成同样的工作。

在五轴加工中心上螺纹铣削，可在复杂零件上一次装夹完成牙型加工。对于简单的车削件，车床单点车螺纹仍然更快、更便宜。按零件选方法，不要按你偏好的机床选。

批量超过几千件时，要问螺纹能否改为滚压或铸造。滚压能提高标准牙型的疲劳寿命，压铸在拔模允许时可直接成形螺纹。

客户发来带专有螺纹的图纸时，我们同时报标准螺纹和非标螺纹两个方案。有时结论是标准螺纹就够用，非标牙型只是从旧设计继承下来的。