【編者按】加工航空材料的J型內(nèi)螺紋加工是最具挑戰(zhàn)性的金屬切削加工之一甲锡。但即使采用了最先進(jìn)的新型絲錐，這種加工仍然會(huì)受到性能不一致、刀具壽命短聂祈、螺紋質(zhì)量差、絲錐易折斷等難題的困擾蝶锋。

難加工航空材料（如Inconel 718陆爽、鈦合金、15-5 PH/17-4 PH不銹鋼等）的J型內(nèi)螺紋加工是最具挑戰(zhàn)性的金屬切削加工之一扳缕。傳統(tǒng)的J型內(nèi)螺紋加工方式包括機(jī)動(dòng)攻絲墓陈、手動(dòng)攻絲或這兩種攻絲方式相結(jié)合。但是第献，生產(chǎn)航空零部件的加工車(chē)間即使采用了最先進(jìn)的新型絲錐贡必，仍然會(huì)受到性能不一致、刀具壽命短、螺紋質(zhì)量差仔拟、絲錐易折斷等難題的困擾衫樊。

鑒于航空零部件所用金屬材料和加工時(shí)間成本很高，以及內(nèi)孔螺紋加工通常是最后一道工序這一事實(shí)利花，造成工件報(bào)廢或需要返工的螺紋質(zhì)量問(wèn)題可能代價(jià)極其高昂科侈。

具有能精確生成3軸走刀路徑的計(jì)算能力、加工柔性和機(jī)械可靠性的CNC數(shù)控機(jī)床炒事，加上先進(jìn)的螺紋銑削技術(shù)臀栈，使加工車(chē)間能夠超越攻絲的各種局限性以及代價(jià)不菲的質(zhì)量問(wèn)題。現(xiàn)在仁吟，人們可以利用銑削內(nèi)螺紋的諸多優(yōu)勢(shì)岭蚜，大幅節(jié)省加工成本和提高零件質(zhì)量。

航空材料螺紋銑削的加工優(yōu)勢(shì)主要來(lái)自于新型整體硬質(zhì)合金螺紋銑刀的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)夏捣，以及內(nèi)螺紋銑削與攻絲加工之間的基本差孝揉。

攻絲的局限性

絲錐是按照始于前錐部的切削刃的間隔順序來(lái)切除工件材料的，而且處于連續(xù)切削狀態(tài)(圖1)贵筹。此類(lèi)刀具產(chǎn)生的長(zhǎng)切屑必須借助于絲錐螺旋槽才能從工件螺孔中排出垃批。此外，絲錐的外徑尺寸與被加工螺紋直徑相同翼毡，因此在切削過(guò)程中枢竟，絲錐與工件始終保持完全接觸，從而會(huì)產(chǎn)生很大的切削扭矩既感。

為了解決排屑問(wèn)題停濒，絲錐設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是容屑槽和前刀面形狀；同時(shí)擎融，為了減小切削扭矩衣右，重點(diǎn)則是絲錐后角的設(shè)計(jì)。

航空材料往往呈現(xiàn)出特別困難的特性組合——既有高韌性彬祖，又有很大的收縮性茁瘦，即使是最先進(jìn)的絲錐設(shè)計(jì)也很難兼顧。此外储笑，許多航空零件要求在盲孔中加工出全螺紋甜熔，即螺紋一直要延伸到距孔底小于一個(gè)螺距處。然而突倍，切削錐長(zhǎng)度為一扣螺紋的絲錐加工性能較差腔稀，很容易因切削扭矩過(guò)大而折斷。因此羽历，許多航空零件的螺紋加工不得不先在機(jī)床上用長(zhǎng)切削錐絲錐進(jìn)行機(jī)動(dòng)攻絲焊虏，然后用短切削錐絲錐手動(dòng)攻制最后2－3扣螺紋淡喜，即為了避免絲錐折斷，需要增加耗時(shí)費(fèi)力诵闭、成本不菲的二次加工炼团，而且常常會(huì)引起螺紋光潔度差、尺寸過(guò)大等質(zhì)量問(wèn)題疏尿。

螺紋銑削的優(yōu)勢(shì)

與攻絲加工不同存妇，圓周螺紋銑削是一種斷續(xù)切削加工，切除的工件材料形成短小禁微、易斷唉奇、形似豬尾的彗狀切屑。短切屑需要的容屑槽空間較小恢核，并且在主軸高速旋轉(zhuǎn)和內(nèi)冷卻刀具高壓冷卻液的作用下很容易排出螺孔闻街。此外，螺紋銑刀的直徑要小于螺紋小徑（即預(yù)孔直徑）苞惰。因此蜂澄，加工時(shí)刀具表面只有一小部分與工件接觸最奸，大大減小了切削扭矩咕诊。刀具直徑小于預(yù)孔直徑還使操作者可以采用粗銑加工，從而也能降低切削扭矩拜殊。

切削原理上的這些主要區(qū)別使螺紋銑刀與絲錐相比更具優(yōu)勢(shì)焚卖，主要體現(xiàn)在切屑的形成和排出更有效，切削扭矩顯著降低匿党。此外晰绎，螺紋銑刀無(wú)需像絲錐那樣采用多扣切削錐來(lái)優(yōu)化加工性能，因此可在不影響刀具性能的情況下加工出距孔底不到一個(gè)螺距的全螺紋括丁。

除了螺紋切削原理的基本區(qū)別以外荞下，螺紋銑刀的設(shè)計(jì)和制造方式也增加了其銑削加工航空材料的效益和安全性。采用微米晶粒硬質(zhì)合金牌號(hào)燒結(jié)并經(jīng)過(guò)熱等靜壓處理制成的螺紋銑刀兼具均衡的耐熱性史飞、耐磨性尖昏、抗彎性和抗沖擊性。這些特性使其能勝任高速大進(jìn)給螺紋銑削构资，加工硬度高達(dá)HRC58的工件材料抽诉，并具有很長(zhǎng)的刀具壽命。

螺紋銑刀的特點(diǎn)

與絲錐一樣吐绵，螺紋銑刀的切削幾何形狀也會(huì)影響刀具的加工性能迹淌。高品質(zhì)螺紋銑刀的主要特點(diǎn)與其前刀面、螺旋槽己单、后角以及刀具廓形的精確修正有關(guān)唉窃。

成品螺紋的廓形是否符合要求耙饰，取決于刀具的磨制方式。由于圓形螺紋銑刀上磨制了螺紋槽句携，因此其螺距是非連續(xù)的献舍，但加工出的成品螺紋必須為連續(xù)螺距。為實(shí)現(xiàn)這一要求宴亦，銑刀必須相對(duì)于螺紋牙形角沿橢圓軌道轉(zhuǎn)動(dòng)(圖2)苟及。這種橢圓軌道可使銑刀上螺紋槽的角度與成品零件上的螺紋牙形角有所不同。為此啥闪，必須按照經(jīng)過(guò)修正的廓形精確磨制銑刀上的螺紋槽夷钥，以確保成品零件的螺紋面不會(huì)過(guò)切。

需要對(duì)螺紋銑刀廓形進(jìn)行修正的程度取決于刀具直徑與螺紋大徑之比曙悠，以及螺紋的導(dǎo)程角與側(cè)面角之比婿残。不過(guò)，直徑之比是首要決定因素烘韩。銑刀的直徑越大襟腹，需要對(duì)其廓形進(jìn)行修正的程度也越大(圖3)。選用較大的銑刀直徑是可取的室用，因?yàn)檫@樣可以提高刀具的剛性和強(qiáng)度摊哟。但是，隨著刀具直徑與螺紋大徑比率的增大添瓷，刀具精磨加工的復(fù)雜程度也大大增加梅屉，而且，為了確保刀具廓形符合要求鳞贷，需要采用非常先進(jìn)的磨削技術(shù)坯汤。

為了在不犧牲銑刀剛性和強(qiáng)度的前提下加大刀槽長(zhǎng)度和增加內(nèi)冷卻功能，生產(chǎn)具有大橫刃直徑的螺紋銑刀是最好的方式搀愧。采用內(nèi)冷卻方式可確保刀具切削刃獲得充分冷卻惰聂，并將切屑沖刷出螺孔，從而使刀具可以自由切削咱筛，避免因?qū)η行歼M(jìn)行二次切削而發(fā)生崩刃或破損搓幌。

螺旋槽式螺紋銑刀上有多個(gè)螺旋槽，其主要作用是減小切削力眷蚓，而不是像螺旋槽絲錐那樣主要用于將切屑排出螺孔鼻种。除了銑刀基體和精密磨制的幾何形狀以外，有效的涂層（如TiCN涂層）也有助于提高切削刃的耐磨性和熱穩(wěn)定性沙热。

鏈接：J型螺紋

J型螺紋（又稱(chēng)為“控制牙底半徑螺紋”）主要應(yīng)用于需要承受高溫叉钥、高應(yīng)力，以及要求具有與零部件尺寸和重量相稱(chēng)的高疲勞壽命的工作環(huán)境篙贸，如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)架码累、導(dǎo)彈譬椰、航天器以及對(duì)尺寸和重量要求嚴(yán)苛的類(lèi)似設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

J型內(nèi)螺紋采用美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-S-8879規(guī)定的激撮、修正小徑的統(tǒng)一牙型（與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 5855/1《MJ螺紋基本牙型》和中國(guó)國(guó)軍標(biāo)GJB3.1-82《MJ螺紋基本牙型》基本一致）姚不，并采用3B公差等級(jí)。

由于J型系列螺紋對(duì)安全性要求極其嚴(yán)格泉惋，因此不允許存在質(zhì)量缺陷衷玩，使其成為航空航天工業(yè)最具挑戰(zhàn)性的金屬切削加工之一。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開(kāi)資料來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)扔缭，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享盾倍，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，也不構(gòu)成任何其他建議洗馅。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布膀钝、編輯整理上傳，對(duì)此類(lèi)作品本站僅提供交流平臺(tái)赌羽，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)萎煤。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片领迈、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題彻磁，請(qǐng)第一時(shí)間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容惦费，以保證您的權(quán)益兵迅！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn抢韭。