內(nèi)螺紋加工:攻絲泼疑、螺紋成形和螺紋銑削
在許多工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中导而,設(shè)計(jì)人員和生產(chǎn)技術(shù)人員都面臨著這樣的任務(wù)献雅,即如何把結(jié)構(gòu)部件和組件做成可拆分并且可以承重的連接谤绳?實(shí)踐證明占锯,利用螺栓和內(nèi)螺紋進(jìn)行連接是一種便捷的連接方法。
現(xiàn)在缩筛,內(nèi)螺紋的加工仍是生產(chǎn)中最為復(fù)雜的一項(xiàng)任務(wù)烟央。它對(duì)工藝過程的安全性提出了更高的要求,這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)結(jié)構(gòu)部件都要經(jīng)過很長(zhǎng)的生產(chǎn)步驟歪脏,而螺紋加工往往是處于整個(gè)生產(chǎn)鏈的末尾。螺紋未經(jīng)檢驗(yàn)或者刀具一旦斷裂粮呢,就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)部件報(bào)廢或者進(jìn)行昂貴的再加工婿失,這種情況必須避免。內(nèi)螺紋通常采用不同的材料加工而成啄寡。在工業(yè)生產(chǎn)中豪硅,使用的材料范圍從防銹、耐酸的軟鋼或者淬硬鋼挺物,到短切屑鑄鐵或者鋁合金懒浮。在個(gè)別工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)——例如航空和航天工業(yè)技術(shù)部門,還需要使用特種合金(鈦盘胯、鎳)和復(fù)合材料删广。
生產(chǎn)技術(shù)面臨著日益增長(zhǎng)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),需要提高整個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域的生產(chǎn)率刚驶。目前剩知,企業(yè)不能只滿足于安全的內(nèi)螺紋加工朽擒,同時(shí)必須采用更高的切削和進(jìn)給速度進(jìn)行內(nèi)螺紋加工。對(duì)于機(jī)器制造中的內(nèi)螺紋加工而言瞭剧,主要采用3種加工工藝:經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的攻絲法今搂、無(wú)切屑的螺紋成形替代法和先進(jìn)的螺紋銑削法。如何正確選取加工方法盘挠?需要盡可能地比較各種工藝方法的優(yōu)饼簸、缺點(diǎn)以及使用限制。然后遗挚,從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度分析應(yīng)該采用或者不采用某種加工方法倾皿。
攻絲
攻絲是內(nèi)螺紋制作中廣為人知的一種方法。因?yàn)樗梢越柚毒叩膸缀涡螤畲_定內(nèi)螺紋的成型恋瞳,所以該方法無(wú)需專用機(jī)床磨镶。在普通機(jī)床、生產(chǎn)線或者現(xiàn)代加工中心上都可以采用這種加工方法健提。與此相反琳猫,鉆孔或者銑削,現(xiàn)在仍廣泛使用于HSS-E或者HSS-E-PM攻絲私痹。如果刀具的成本比較低脐嫂,攻絲的方法能夠達(dá)到較高的生產(chǎn)率,其優(yōu)點(diǎn)十分明顯∥勺瘢現(xiàn)在账千,攻絲的適用范圍不斷擴(kuò)大、功率不斷提高暗膜。例如盲孔螺紋加工的極限范圍現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到3×d的切削長(zhǎng)度匀奏;使用新研發(fā)的Sprint Plus絲錐可以切制高強(qiáng)度鋼的螺紋。刀具采用了HSS-E-PM刀具材料学搜,兼具突出的韌性和較高的耐腐蝕娃善、耐磨性能。切削刃材料的高耐熱性瑞佩、配合特殊的切削刃幾何形狀和現(xiàn)代多層硬質(zhì)合金鍍層聚磺,還使得對(duì)長(zhǎng)切屑軟鋼進(jìn)行切內(nèi)螺紋加工,可以滿足某些特殊的切削要求智谓,達(dá)到更高的切削速度莹宁,由此獲得更高的生產(chǎn)率;對(duì)軟鋼進(jìn)行切內(nèi)螺紋加工的時(shí)候嚎蛀,還可進(jìn)行干式加工(有/無(wú)MMS)审腺。
通孔螺紋的加工比較簡(jiǎn)單,這是因?yàn)樵诨爻痰臅r(shí)候,切屑不必被剪斷狂嘉。使用特殊設(shè)計(jì)的Sprint絲錐爵孔,其切削速度可以高達(dá)100m/min。由于反向旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高的扭矩負(fù)載(剪斷切屑根)询蚊,所以在切屑較短的情況下神阔,VHM絲錐需要采用耐腐蝕、耐磨損的材料來制作因震。VHM絲錐最適用于硬材料的加工吩捞,甚至可以加工硬度達(dá)65HRC的淬硬鋼,是一種經(jīng)濟(jì)的加工方案汁蝶,絲錐不易折斷渐扮,從而避免絲錐折斷在螺孔內(nèi)需電蝕除去的麻煩替代方案。
由于VHM絲錐具有較高的耐磨性掖棉,所以在加工灰鑄鐵(GG或者GGV)和耐腐蝕性硅鋁合金的時(shí)候墓律,強(qiáng)調(diào)要使用VHM絲錐。內(nèi)部的冷卻介質(zhì)可以立刻帶走切屑幔亥,從而使這種刀具適用于切制超過1.5×d螺紋切深的耻讽、行程較長(zhǎng)的盲孔螺紋。為了減少VHM絲錐折斷的可能性帕棉,采用VHM絲錐攻絲的時(shí)候需要加固機(jī)床和工件针肥。
螺紋(擠壓)成形
更受歡迎的攻絲替代方案是無(wú)切屑螺紋(擠壓)成形。在螺紋成形的時(shí)候香伴,螺紋成形刀在旋入預(yù)鉆孔的軸向和徑向中擠出材料慰枕,從而形成特有的齒形螺紋廓型。螺紋廓型基本上隨鉆孔的內(nèi)螺紋的不同而有所區(qū)別即纲,并且受到其使用范圍的限制具帮。在食品工業(yè)、航空與航天技術(shù)或者醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域中低斋,螺紋成形大多數(shù)是不允許的停迫。在螺紋成形的時(shí)候,不產(chǎn)生切屑波耗。在堅(jiān)韌材料中較深的盲孔螺紋情況下,與普通的攻絲螺紋相比較崎绽,其刀具斷裂的危險(xiǎn)較小休敛。螺紋成形要求材料的斷裂延伸率約大于7%,而其最大的抗拉強(qiáng)度約為1300N/mm2宅殿。硅鋁合金材料螺紋成形允許其含硅量達(dá)12%史糕。在脆性灰鑄鐵或者淬硬鋼的情況下,螺紋成形是不可能的。
螺紋銑削
攻絲或者螺紋成形的替代方案中最引人關(guān)注的是螺紋銑削锤知。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于它在很大程度上增強(qiáng)了工藝過程的安全性棋裳;而且,該刀具具有廣泛的適用性贩纵,可以加工各種不同的材料凭协。在螺紋銑削的情況下,不像切削那樣懒叛,螺紋直接與刀具相關(guān)(例如丸冕,M6絲錐加工得到的總是M6螺紋),而是先利用螺紋銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)薛窥,再利用機(jī)床3條軸線同時(shí)運(yùn)動(dòng)胖烛。螺紋銑刀向內(nèi)進(jìn)刀到芯孔中的編程螺紋深度為止。實(shí)際的切削過程起始于向內(nèi)進(jìn)刀的銑削诅迷,此時(shí)降低負(fù)載的刀具佩番,轉(zhuǎn)換成進(jìn)入工件中的螺旋狀徑向進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)。然后罢杉,在一個(gè)360度螺旋進(jìn)刀過程中銑削螺紋趟畏。此螺紋銑刀要求帶3D功能的現(xiàn)代化數(shù)控機(jī)床,刀具可以沿著螺旋狀導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)屑那。
VHM螺紋銑刀是一種廣泛適用的刀具拱镐。在螺距相同的情況下,使用一把刀具可以加工各種不同螺紋直徑或者公差范圍的螺紋持际。使用同一把刀具沃琅,在長(zhǎng)切屑或者短切屑材料中,既可加工盲孔內(nèi)螺紋搂物,也可加工通孔內(nèi)外螺紋蝠笔。即使是對(duì)于堅(jiān)韌的長(zhǎng)切屑材料,也可以使用新研發(fā)的NPT螺紋銑刀囱蕴,加工出使用常規(guī)螺紋加工方法難以達(dá)到的錐形內(nèi)螺紋(NPT)床少。新的HRC螺紋銑刀在淬硬鋼螺紋加工過程中使用安全。與增大的切削量朋堪、負(fù)切削前角和明顯增大的芯部截面積相匹配的刀具橘疚,也可用于硬度高達(dá)65HRC的淬硬鋼的切削。
采用螺紋銑刀加工的過程具有較高的安全性盹扮,所以在加工大型或貴重結(jié)構(gòu)部件的時(shí)候胶僵、在所需轉(zhuǎn)矩較小的情況下加工較大規(guī)格的螺紋(在功率較小的機(jī)床上,也能加工較大規(guī)格的螺紋)字拒、對(duì)于采用絲錐法加工總是出現(xiàn)問題的難切削材料隘勾、或者對(duì)于干式螺紋加工而言,螺紋銑削都不失為常規(guī)螺紋加工方法的經(jīng)濟(jì)有效的替代方案。
沒有一種既完美又普遍適用且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的內(nèi)螺紋加工方法捏章。更確切地說蔗彤,為用戶的利益著想,應(yīng)按照使用的情況和要求疯兼,比較選取攻絲然遏、螺紋(擠壓)成形或螺紋銑削。
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