螺紋銑刀的發展與應用
2007-11-02 09:48:16
    螺紋銑削作為一種采用數控機床加工螺紋的方法,首先在歐,美流行開來。隨著中國數控機床的發展,也逐步得到中國廣大客戶的接受和喜愛。螺紋銑削是借助數控加工中心機床的三軸聯動功能及G02或G03螺旋插補指令,完成螺紋銑削工作。
    螺紋銑削加工方法本身具有一定的天然優勢。由于目前螺紋銑刀的制造材料為硬質合金,加工線速度可達80~200m/min,而高速鋼絲錐的加工線速度僅為10~30m/min,故螺紋銑刀適合高速切削,加工螺紋的表面光潔度也大幅提高。高硬度材料和高溫合金材料,如鈦合金、鎳基合金的螺紋加工一直是一個比較困難的問題,主要是因為高速鋼絲錐加工上述材料螺紋時,刀具壽命較短,而采用硬質合金螺紋銑刀對硬材料螺紋加工則是效果比較理想的解決方案.可加工硬度為HRC58~62。對高溫合金材料的螺紋加工,螺紋銑刀同樣顯示出非常優異的加工性能和超乎預期的長壽命。對于相同螺距、不同直徑的螺紋孔,采用絲錐加工需要多把刀具才能完成,但如采用螺紋銑刀加工,使用一把刀具即可。在絲錐磨損、加工螺紋尺寸小于公差后則無法繼續使用,只能報廢;而當螺紋銑刀磨損、加工螺紋孔尺寸小于公差時,可通過數控系統進行必要的刀具半徑補償調整后,就可繼續加工出尺寸合格的螺紋。同樣,為了獲得高精度的螺紋孔,采用螺紋銑刀調整刀具半徑的方法,比生產高精度絲錐要容易得多。對于小直徑螺紋加工,特別是高硬度材料和高溫材料的螺紋加工中,絲錐有時會折斷,堵塞螺紋孔,甚至使零件報廢;采用螺紋銑刀,由于刀具直徑比加工的孔小,即使折斷也不會堵塞螺紋孔,非常容易取出,不會導致零件報廢;采用螺紋銑削,和絲錐相比,刀具切削力大幅降低,這一點對大直徑螺紋加工時,尤為重要,解決了機床負荷太大,無法驅動絲錐正常加工的問題。
    機夾刀片式螺紋銑刀十年前就已問世,人們也認識到,在加工中心上加工M20以上的螺紋孔,采用螺紋銑刀與采用絲錐相比,能大幅降低加工成本。但近幾年,整體硬質合金螺紋銑刀的設計及生產技術逐步成熟,開發出了尺寸范圍齊全的系列產品。
    我們從世界著名硬質合金螺紋刀具解決方案供應商以色列VARGUS(瓦格斯)公司近年來開發的螺紋銑刀系列產品就可看出螺紋銑刀的發展趨勢,其開發的硬質合金整體螺紋銑刀Millipro系列涵蓋了M1.6×0.35到M4;Helicool系列涵蓋了M5~M19;MITM多刀片、高效率機夾螺紋銑刀系列涵蓋了M19~M60尺寸范圍;Shell mill系列多齒安裝、盤銑式螺紋銑刀涵蓋了M60~M300甚至更大尺寸的大直徑螺紋加工。為了幫助用戶使用螺紋銑刀解決方案,使其應用更為容易、便捷,瓦格斯公司還開發了TM Gen軟件系統,并已中文化,可幫助用戶自動選刀及自動編制相應的螺紋銑削CNC程序。
    對于小直徑螺紋加工應用,某航空企業需要在一個鋁件上加工50個M1.6×0.35螺紋盲孔,客戶遇到的問題是:由于是盲孔,排屑困難,采用絲錐加工時容易折斷;由于攻絲為最后一道工序,如零件報廢,則在該零件上花費的大量加工時間將全部損失。最后,客戶選用加工M1.6×0.35螺紋的螺紋銑刀,線速度Vc=25m/min,轉速S=4900r/min(機床極限),每轉進給量fz=0.05mm/r,實際加工時間為4秒/螺紋,用一把刀具即完成了全部50件工件。
    某刀體生產企業,由于刀體硬度一般為HRC44,對于壓緊刀片的小直徑螺紋孔,采用高速鋼絲錐加工比較困難,刀具壽命較短,容易折斷,對于M4×0.7的螺紋加工,客戶選用整體硬質合金螺紋銑刀,Vc=60m/min,Fz=0.03mm/r,加工時間11秒/螺紋,刀具壽命達832個螺紋,螺紋光潔度非常好。
    對于中等直徑尺寸螺紋加工,某企業要加工的鋁制零件上,有M12×0.5、M6×0.5、M7×0.5三個不同尺寸、相同螺距的螺紋孔,以前需要使用三種絲錐才能完成加工?,F改用螺紋銑刀,切削條件:Vc=100m/min,S=8000r/min,fz=0.04mm/r,加工一個螺紋的時間分別為4秒、3秒、3秒,一把刀具可加工9000個螺紋,完成整批零件加工后,刀具還未損壞。
    在大型發電、冶金設備加工行業,泵、閥加工行業,螺紋銑刀解決了大直徑螺紋的加工問題,成為高效率、低成本的理想加工刀具。如某閥類零件加工企業,需要加工2"×11BSP-30螺紋,材料為鑄鋼,并希望提高加工效率。通過選用多排屑槽、多刀片機夾式螺紋銑刀,采用Vc=80m/min、S=850r/min、fz=0.07mm/r的切削參數,實現了加工時間2min/螺紋,刀片壽命620件,有效地提高了大直徑螺紋的加工效率。
    螺紋銑刀作為一種近年來快速發展的先進刀具,正越來越廣泛地被企業所接受,并表現出卓越的加工性能,成為企業降低螺紋加工成本、提高效率、解決螺紋加工難題的有力武器。
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