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高效加工螺纹孔常用螺纹铣刀的特点
发布时间:2019-03-28 浏览:

螺纹孔加工常用螺纹铣刀区别于丝锥及使用特点

以往比较传统的螺纹加工方式是采用丝锥攻螺纹孔,这种加工方式效率低,难以保证螺纹加工精度,且丝锥断裂后极易导致工件报废。在现代螺纹加工中,已逐步采用铣削方式替代传统加工方法。螺纹铣削的优点在于加工效率高,通过刀具选型和调整加工参数可对螺纹加工精度进行良好的控制;刀具通用性好,对于相同螺距、不同直径的螺纹孔,采用丝锥加工需要多把刀具才能完成,而采用螺纹铣刀加工,则使用一把螺纹铣削刀具即可,与其他螺纹加工相比,螺纹铣刀使用寿命延长20-40%;加工安全性高,采用螺旋插补铣削方式不用担心刀具损坏带来的负面效果,螺纹铣削如图5-87所示。

(一)螺纹铣削的特点及应用

作为一种新型的螺纹加工工艺,螺纹铣削与攻螺纹相比有着独有的优势和更广泛灵活的使用方式和适用于多种场合。

1)加工效率高。铣削不仅速度高,而且它的多刀槽设计增加了切削刃数从而可以轻松提高进给速度,这样就可以大幅度提高加工效率。在长螺纹的加工中,可选用有更长刀刃的刀片减少轴向进给距离(相当于让螺纹变短)来进一步提高加工效率。

2)螺纹铣刀加工面质量及尺寸精度高。苏州硕朔精密刀具螺纹铣刀铣削很高的切削速度,较小的切削力使切削面很光滑;细碎的切屑能被切削液轻松冲出工件不会划伤已加工面,适用于螺纹精度有较高要求的工件加工使用。

(3)硕朔精密刀具螺纹铣刀的稳定性好,安全可靠。由于螺纹铣刀是逐渐切入材料,它产生的切削力较小,很少会出现断刀。即使万一出现断刀,由于铣刀直径比螺纹孔小很多,可以轻松从零件中取出断裂部分而不会伤及零件。

(4)应用范围广。螺纹铣刀可加工各种直径螺纹; 螺纹铣刀使用灵活性好,可以适用多种工况加工。例如:可以用同一把螺纹铣刀加工左旋螺纹,也可以加工右旋螺纹;既可以加工外螺纹,也可以加工内螺纹。螺纹铣刀直径比孔要小,且必反转退刀,可以获得完整而精确的螺纹深度。

硕朔精密刀具生产的螺纹铣刀可加工高表面光洁度要求的螺纹孔,并降低刀具库存成本;车间里可以用一把螺纹刀具加工左手或右手螺纹以及加工不同公差的螺纹,可以生产各种材料各种直径的螺纹孔。与攻丝不同,通过铣削生产的螺纹可以深加工到高精度,哪怕是在硬质合金材料上。另外,运行周期短、刀具破损少–总体来说,他们是非常高效的刀具。

螺纹铣刀切削强度和刚度高,特别是在硬质材料上另外螺纹刀具的库存成本低。

螺纹铣削刀具是一种用途广泛的新型的螺纹加工技术,但是它也有一定的局限性:

1)需要使用3轴联动的数控机床。

2)尽管在批量加工中它的成本比丝锥更低,然而单个的螺纹铣刀比丝锥昂贵,更适合批量工件加工使用。

3)螺纹铣削的程序编制比较麻烦,这也是限制了它大范围应用的重要因素之一。

(二)螺纹铣刀的选用

随着数控机床的普及,螺纹铣削加工技术在机械制造业的应用越来越多。螺纹铣削是通过数控机床的3轴联动,利用螺纹铣刀进行螺旋插补铣削而形成螺纹,刀具在水平面上每作一周圆周运动,在垂直面内则直线移动一个螺距。目前使用的各种螺纹铣削刀具种类很多,苏州硕朔精密刀具针对客户常用的几款螺纹铣刀介绍其使用特点。

1.普通机夹式螺纹铣刀 机夹式螺纹铣刀主要用于铣削较大直径的内螺纹,也可铣削外螺纹。由于该刀片易于制造,价格较低,但抗冲击性能较整体螺纹铣刀稍差。因此,该刀具常推荐用于加工铝合金材料,其结构与普通机夹式铣刀类似,由可重复使用刀杆和可方便更换的刀片组成。在选择机夹式螺纹铣刀时,应根据被加工螺纹的直径、深度和工件材料等因素,尽量选用直径较大的刀杆和适当刀片的材质。如图5-88所示为普通多刃机夹式螺纹铣刀。

 

2. 机夹式螺纹梳铣刀 如图5-89为螺纹梳铣刀

其主要用于加工长度短而螺距小的三角形内圆柱螺纹和圆锥螺纹。选择螺纹梳铣刀时要注意铣刀直径的选择。铣刀与工件的接触弧很小,工件齿槽的扩大量不明显,最好选用直径较大的铣刀,但从制造方便和经济性等因素考虑,不宜选择大直径的铣刀。而在铣削内螺纹时,铣刀与工件的接触弧较长,而且随着铣刀直径的增大,接触弧会明显地增长,螺纹齿槽扩大量则显著增加。所以要选择适当直径的铣刀,铣刀直径如果选择不当,会影响螺纹牙型精度。加工不同材料时螺纹梳铣刀的前角和齿顶后角也有所不同(见表5-23)。

 根据被加工零件的材质不同,螺纹梳铣刀的切削参数也有所不同,不同材质零件的切削参数选择如表5-24所示。

 

3. 普通整体式螺纹铣刀 整体式螺纹铣刀(图5-90)大多采用整体硬质合金材料制造,有些还采用了涂层。整体式螺纹铣刀结构紧凑,比较适合加工中、小直径的螺纹,也有用于加工锥螺纹的整体式螺纹铣刀。此类刀具刚性较好,特别是带螺旋槽的整体式螺纹铣刀,在加工高硬度材料时可有效降低切削负荷,提高加工效率。整体式螺纹铣刀的切削刃上布满螺纹加工齿,沿螺旋线加工一周即可完成整个螺纹加工,无需像机夹式刀具那样分层加工,因此加工效率较高,但价格也相对较贵。该类丝锥常用于中小直径螺纹的加工。

4. 带倒角功能的整体螺纹铣刀 带倒角功能的整体螺纹铣刀(图5-91)的结构与普通整体螺纹铣刀类似,但在切削刃的根部(或端部)有专用的倒角刃,可在加工螺纹的同时加工出螺纹端部倒角。加工倒角有3种方式,当刀具直径足够大时,可直接使用倒角刃锪出倒角。该方法仅限于加工内螺纹孔口倒角。当刀具直径较小时,可使用倒角刃通过圆周运动来加工倒角。但在使用切削刃根部倒角刃进行倒角加工时,要注意刀具螺纹切削部分与螺纹间应有一定间隙,以避免出现干涉现象。如加工的螺纹深度小于刀具的有效切削长度,则刀具将无法实现倒角功能,因此选择刀具时应保证其有效切削长度与螺纹深度相互匹配。

 

5. 螺纹钻铣刀 螺纹钻铣刀(见图5-92)

 

由整体硬质合金制成,是一种中、小直径内螺纹高效加工刀具。螺纹钻铣刀可一次完成钻螺纹底孔、孔口倒角和内螺纹加工,减少了刀具使用数量。但这种刀具的缺点是通用性差,价格也比较昂贵。硕朔精密刀具定制螺纹钻铣刀是由头部的钻削部分、中间的螺纹铣削部分及切削刃根部的倒角刃三部分组成。

钻削部分直径就是刀具所能加工螺纹的底径。螺纹钻铣刀是将钻孔与攻丝结合的工艺(以相反的顺序完成)。切削刃尖端的形状类似于钻头,而主体具有螺纹形状,在柄部附近具有埋头孔。切削刃首先插入钻孔,然后进行螺纹插补同时形成倒棱。这个工艺的优点是减少了刀具,刀架,无需换刀;螺纹加工过程见图5-93。

 

受钻削部分直径的限制,一把螺纹钻铣刀只能加工一种规格的内螺纹。在选用螺纹钻铣刀时,不但要考虑被加工螺纹孔规格,还应注意刀具有效加工长度与被加工孔深度的匹配,否则不能实现倒角功能。

6. 铣深螺纹刀具 铣深螺纹刀具(见图5-94)是一种单齿螺纹铣刀。一般的螺纹铣刀刀刃上有多个螺纹加工齿,刀具与工件接触面积大,切削力也大,且加工内螺纹时刀具直径必须小于螺纹孔径。由于刀体直径受到限制,影响刀具刚性,且铣螺纹时刀具为单侧受力,铣削较深螺纹时易出现让刀现象,影响螺纹加工精度,因此一般的螺纹铣刀有效切削深度约为其刀体直径的2倍,而使用单齿的铣深螺纹刀具可以较好克服上述缺点。由于减小了切削力,可大幅提高螺纹加工深度(见图5-94中L1)。

 

7. 螺纹铣削刀具系统通用性与高效性是螺纹铣刀的一个突出矛盾,一些具有复合功能的刀具(如螺纹钻铣刀)加工效率高但通用性较差,而通用性好的刀具效率往往又不高。为解决这一问题,开发了模块化的螺纹铣削刀具系统(见图5-95),该刀具统一由刀柄、锪孔倒角刃及通用螺纹铣刀组成,可根据加工要求选择不同类型的锪孔倒角刃和螺纹铣刀。这种刀具系统通用性好,加工效率高,但刀具成本较高。以上概略介绍了几种常用螺纹铣削刀具的功能与特点。

 

(三)螺纹铣削问题与对策

螺纹铣刀和其他铣刀一样,在铣削加工过程中会遇到刀片磨损、崩刃、积屑瘤等现象,表5-25为螺纹铣削加工中常见的几个问题及相应的解决方案。

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