1 引言
傳統的螺紋加工方法主要為採用螺紋車刀車削螺紋或採用絲錐、板牙手工攻絲及套扣。隨著數控加工技術的發展,尤其是三軸聯動數控加工系統的出現,使更先進的螺紋加工方式———螺紋的數控銑削得以實現。螺紋銑削加工與傳統螺紋加工方式相比, 在加工精度、加工效率方面具有極大優勢,且加工時不受螺紋結構和螺紋旋向的限制,如一把螺紋銑刀可加工多種不同旋向的內、外螺紋。對於不允許有過渡扣或退刀槽結構的螺紋,採用傳統的車削方法或絲錐、板牙很難加工,但採用數控銑削卻十分容易實現。此外,螺紋銑刀的耐用度是絲錐的十多倍甚至數十倍,而且在數控銑削螺紋過程中,對螺紋直徑尺寸的調整極為方便,這是採用絲錐、板牙難以做到的。由於螺紋銑削加工的諸多優勢, 目前已開發國家的大批量螺紋生產已較廣泛地採用了銑削工藝。
2 螺紋銑削加工實例
圖1所示為M6標準內螺紋的銑削加工實例。工件材料:鋁合金;刀具:硬質合金螺紋鑽銑刀;螺紋深度10mm;銑刀轉速:2,000r/min;切削速度:314m/min; 鑽削進給量:0.25mm/min;銑削進給量:0.06mm/齒;加工時間:每孔1.8s。圖1所示加工工位流程為:①位,螺紋鑽銑刀快速運行至工件安全平面;②位,螺紋鑽銑刀鑽削至孔深尺寸;③位,螺紋鑽銑刀快速提升到螺紋深度尺寸;④位,螺紋鑽銑刀以圓弧切入螺紋起始點;⑤位,螺紋鑽銑刀繞螺紋軸線作X、Y方向插補運動,同時作平行於軸線的+Z方向運動,即每繞螺紋軸線運行360°,沿+Z方向上升一個螺距,三軸聯動運行軌跡為一螺旋線;⑥位,螺紋鑽銑刀以圓弧從起始點(也是結束點)退刀;⑦位,螺紋鑽銑刀快速退至工件安全平面,準備加工下一孔。該加工過程包括了鑽孔、 倒角、內螺紋銑削和螺紋清根槽銑削,採用一把刀具一次完成,加工效率極高。
3 螺紋銑刀主要類型
在螺紋銑削加工中,三軸聯動數控工具機和螺紋銑削刀具是必備的兩要素。以下介紹幾種常見的螺紋銑刀類型:
(1) 圓柱螺紋銑刀
圓柱螺紋銑刀的外形很像是圓柱立銑刀與螺紋絲錐的結合體(見圖2上,圖2下為錐管螺紋銑刀),但它的螺紋切削刃與絲錐不同,刀具上無螺旋升程,加工中的螺旋升程靠工具機運動實現。由於這種特殊結構,使該刀具既可加工右旋螺紋,也可加工左旋螺紋,但不適用於較大螺距螺紋的加工。
常用的圓柱螺紋銑刀可分為粗牙螺紋和細牙螺紋兩種。出於對加工效率和耐用度的考慮,螺紋銑刀大都採用硬質合金材料製造,並可塗覆各種塗層以適應特殊材料的加工需要。圓柱螺紋銑刀適用於鋼、鑄鐵和有色金屬材料的中小直徑螺紋銑削,切削平穩,耐用度高。缺點是刀具製造成本較高,結構複雜,價格昂貴。
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