鏜銑加工中心螺紋加工工藝研究

摘要：隨著產(chǎn)品市場的競爭激烈，對于大型零件的螺紋加工來說，傳統(tǒng)的螺紋車削和板牙已經(jīng)難以滿足生產(chǎn)的需求。文章根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)以及鏜銑加工現(xiàn)狀，就鏜銑加工中心螺紋加工工藝這一問題展開了論述，對鏜銑加工中心加工螺紋的方法進(jìn)行了分析，并對刀具的選擇和數(shù)控等環(huán)境進(jìn)行了描述。

關(guān)鍵詞：螺紋加工；鏜銑加工；加工工藝；加工中心；刀具選擇；數(shù)控加工 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TG580 文章編號：1009-2374（2017）05-0082-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.040

在具體的加工過程中，常會遇到不能在車床上進(jìn)行加工的零件，這時(shí)候就需要在加工中心加工螺紋。一般來說，為了提高加工的效率和質(zhì)量，加工直徑較小的零件時(shí)可以直接采用手動攻絲的方式，加工稍微大點(diǎn)的零件時(shí)可以使用鏜床應(yīng)用絲錐進(jìn)行加工，當(dāng)零件的直徑再大時(shí)就要選用鏜銑加工中心進(jìn)行加工。

1 加工刀具概述

1.1 常見刀具的選擇

在加工過程中經(jīng)常見到的刀具有兩種：自制螺紋鏜刀和專用螺紋多齒銑刀。

其中自制螺紋鏜刀可以根據(jù)所需螺紋的特點(diǎn)利用線割床制作對應(yīng)的鏜刀和對刀樣板。由于自制螺紋鏜刀可以用一些廢棄的刀具制造，而且可以根據(jù)需要進(jìn)行自制，能夠加工不同種類不同牙距的螺紋，達(dá)到了成本低廉且實(shí)用性較好的目的。但是也有一些不足的地方，比如：加工的效率較低，容易出現(xiàn)磨損和斷刀的情況等，目前自制螺紋鏜刀一般用在小批量的生產(chǎn)中。專用螺紋多齒銑刀的產(chǎn)出的零件質(zhì)量很好，并具有很高的效率，無論是耐磨性還是切削速度都可以達(dá)到生產(chǎn)的要求。由于刀具是組裝完成的，所以當(dāng)?shù)镀軗p時(shí)可以更換刀片以進(jìn)一步的使用。但是這樣的刀具使用成本較高且具有使用的專一性，只適用于大批量零件的批量生產(chǎn)。

1.2 銑刀直徑的選擇

在選擇銑刀直徑時(shí)，我們需要綜合幾個(gè)因素進(jìn)行選擇，分別是生產(chǎn)效率、零件的加工精度和經(jīng)濟(jì)性方面等。如果單從生產(chǎn)效率進(jìn)行考慮的話，那自然是銑刀直徑越大越好，因?yàn)殂姷吨睆街苯哟砹说毒叩膭傂院图庸さ乃俣取Ｈ绻麖牧慵募庸ぞ鹊慕嵌瘸霭l(fā)，那么就需要選用銑刀直徑較小的，因?yàn)殂姷吨睆捷^小對應(yīng)的切削力也會較小，這樣就可以保證零件螺紋的質(zhì)量，我們選用銑刀直徑較小的銑刀進(jìn)行內(nèi)螺紋的加工時(shí)，作用明顯比選用直徑大的銑刀好。如果從經(jīng)濟(jì)性來說，就需要根據(jù)所加工的零件的實(shí)際情況進(jìn)行選擇，這樣才能提高加工的效率，同時(shí)降低生產(chǎn)的成本。

2 螺紋的加工

2.1 鏜床上鏜削螺紋

在鏜床上鏜削螺紋的方法其實(shí)是和普通車床上進(jìn)行螺紋加工有很多的相似之處的，但是二者又有一些差異。在普通車床上加工螺紋會需要很多諸如掛輪和萬能鏜刀架的附件，但是在機(jī)床上鏜削螺紋時(shí)就不需要這些附件了，還可以自主地設(shè)定每轉(zhuǎn)給進(jìn)或者每分給進(jìn)加工任意螺距的螺紋，但是這樣的加工方式也有自身的局限性。在加工過程中，鏜床上鏜削螺紋所有的鏜刀自制的，這樣一來每次的進(jìn)刀量就得不到保證，所以經(jīng)常會出現(xiàn)廢品。

2.2 鏜銑加工中心機(jī)床上銑削螺紋

我們在加工中心常見的加工螺紋的方式就是銑削螺紋，這樣的加工方式加工出來的零件質(zhì)量比較穩(wěn)定，尺寸也能有嚴(yán)格的需要。我們都知道，銑削螺紋是通過螺紋插補(bǔ)來運(yùn)行的，換言之，銑削螺紋的過程其實(shí)就是使用螺紋銑刀沿螺旋插補(bǔ)軌跡進(jìn)行銑削加工的過程，而螺紋銑削的加工軌跡可分為三種：導(dǎo)入段、螺紋加工循環(huán)和導(dǎo)出段。我們在螺紋的加工時(shí)，刀具的切入是需要有導(dǎo)入的而不是直接的切入，一般來說，我們會采用直線切入或者1/4圓弧切入，需要注意的是在切入時(shí)一定要找準(zhǔn)固定點(diǎn)再進(jìn)行導(dǎo)入。我們完成了導(dǎo)入這一工序時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)刀具就到了加工螺紋的起點(diǎn)，我們也是在這里對工件進(jìn)行完整的螺紋插補(bǔ)加工然后進(jìn)行螺紋的銑削的。在完成了一個(gè)螺距的加工后再重復(fù)之前的加工，直到按照加工需求完成對應(yīng)的螺紋長度，在這個(gè)過程一定要注意的是編程長度必須是螺紋的整數(shù)倍。我們在完成了銑削螺紋的長度后，就要使得刀具迅速離開螺紋，以免出現(xiàn)了亂扣的現(xiàn)象。我們在導(dǎo)出和導(dǎo)入時(shí)，所有的性質(zhì)都是一樣的，只不過方向相反。圖2表達(dá)了銑螺紋的過程：

2.3 銑削螺紋的優(yōu)點(diǎn)

在傳統(tǒng)的螺紋加工中，一般采用板牙，絲錐和車削的方式。但是車削的螺紋容易受到實(shí)際生產(chǎn)的制約，對于大口徑的螺紋以及細(xì)長軸的螺紋都很難達(dá)到要求。絲錐在攻絲過程中速度比較慢，同時(shí)由于需要進(jìn)行反向的退刀，生產(chǎn)效率進(jìn)一步降低。板牙不僅浪費(fèi)人力、物力，而且生產(chǎn)效率很低。相比之下，鏜銑加工中心機(jī)床上銑削螺紋既不會輕易受到外物的制約，同時(shí)加工效率也比較高。

在螺紋的銑削過程中，由于螺紋銑刀背吃刀量小且主軸轉(zhuǎn)速比較高，這樣一來，銑削所產(chǎn)生的鐵屑就可以迅速飛離工作面，由此提高了工件表面的質(zhì)量。除此之外，我們可以根據(jù)實(shí)際情況來改變進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速，從而控制工件的表面質(zhì)量。在進(jìn)行銑削螺紋時(shí)，每把刀都具有半徑補(bǔ)償值，所以對于需要加工的螺紋，我們既可以一次加工完成，也可以分級地修改刀具的補(bǔ)償值，以進(jìn)一步控制零件的尺寸的精確度，直到符合生產(chǎn)的需求。另外，在具體的螺紋加工過程中，一把螺紋銑刀就可以分別對左旋螺紋、右旋螺紋、內(nèi)螺紋和外螺紋進(jìn)行加工。而如果選擇絲錐或者板牙攻絲，若加工的零件的直徑不同，那么就需要選用相應(yīng)的直徑的絲錐或者板牙。由此可見，螺紋銑削受力較小且刀具的材料較好，在使用過程中磨損較小，所以對于在復(fù)雜零件上加工螺紋的生產(chǎn)效率會明顯高于其他的加工方式。與螺紋銑削傳統(tǒng)螺紋加工方式相比，在加工精度、加工效率方面具有極大優(yōu)勢，且加工時(shí)不受螺紋結(jié)構(gòu)和螺紋旋向的限制。它可以實(shí)現(xiàn)干切削、重載切削、難加工材料切削和超高速切削（速度達(dá)到400m/min），加工效率高，表面粗糙度能達(dá)Ra0.4μm。它可以加工所有材料，加工具有相同螺距的任意螺紋直徑，在盲孔和通孔中操作，可以加工任意配合、公差或位置要求的螺紋。

2.4 銑削螺紋的注意事項(xiàng)

在進(jìn)行螺紋銑削之前，需要對刀具和刀片的大小進(jìn)行合理的選擇，根據(jù)實(shí)際情況來確定合理的走刀次數(shù)和合理的背吃刀量。如果確保了要一次性完成加工，那么刀具的伸出長度就要控制好，以免因?yàn)榈毒叩膭傂圆蛔愣斐傻毒叩膿p傷。在加工的過程中，要避免刀具出現(xiàn)松動的現(xiàn)象，要注意刀具的冷卻，避免因?yàn)榈毒叩牟粩嗄Σ猎斐蓳p壞。最后，在銑削螺紋之前，一定要先將螺紋的底孔加工好，當(dāng)?shù)卓椎目讖捷^小時(shí)采用鉆頭加工，孔徑較大采用立銑刀銑削或鏜刀鏜孔。

3 結(jié)語

對于一些無法在車床上進(jìn)行加工的復(fù)雜的螺紋加工問題，可以選用在鏜銑加工中心來銑削螺紋。在鏜銑加工中心來銑削螺紋可以保證螺紋加工的質(zhì)量和尺寸的要求，整個(gè)過程工作效率較高且所需成本較低，方便所有螺距的螺紋加工，具有較高的適用范圍。

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作者簡介：龐俊貴，男，廣西柳州銀翔機(jī)械有限責(zé)任公司一級工程師。

（責(zé)任編輯：蔣建華）