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关于螺纹铣削刀具的特性都有哪些?

发布时间:

2021/09/15 00:00

并且丝锥沿着螺纹与工件接触面非常大,因此这种工艺加工起来难度较大。现代的螺纹铣削加工方式螺纹铣削是通过数控机床的三轴联动,以铣刀的旋转作为主运动,产生螺纹直径,而工件做进给运动。其每齿的加工负荷比其他刀具都要大产生螺距的加工方式。作为一种新型的螺纹加工工艺,螺纹铣削与攻螺纹相比有着独有的优势。其不仅拥有较高的加工效率,表面质量及尺寸精度。

随着数控机床的普及,螺纹铣削加工技术在机械制造业的应用越来越多。螺纹铣削是通过数控机床的3轴联动,利用螺纹铣刀进行螺旋插补铣削而形成螺纹,刀具在水平面上每作一周圆周运动,在垂直面内则直线移动一个螺距。目前使用的各种螺纹铣削刀具种类很多。

在螺纹铣床上用盘形铣刀或梳形铣刀进行铣削。盘形铣刀主要用于铣削丝杆、蜗杆等工件上的梯形外螺纹。梳形铣刀用于铣削内、外普通螺纹和锥螺纹,由于是用多刃铣刀铣削、其部分的长度又大于被加工螺纹的长度,生产率很高。

盘形铣刀主要用于铣削丝杆、蜗杆等工件上的梯形外螺纹。梳形铣刀用于铣削内、外普通螺纹和锥螺纹,由于是用多刃铣刀铣削、其部分的长度又大于被加工螺纹的长度,故工件只需要旋转1.25~1.5转就可加工完成,生产率很高。

旋风铣是通过安装在高速旋转刀盘上的硬质合金成型刀具,从工件上铣削出螺纹的螺纹加工方法。旋风铣时机床主轴转速慢,所以机床运动精度高、动态稳定性好,是一种先进的螺纹加工方法。

通过上述分析可知,无论是刚性攻螺纹刀具还是带柔性夹头的攻螺纹刀具,均无法实现此类工件的螺纹孔数控攻螺纹,因此,需设计制造一种非标攻螺纹刀具,以解决标准攻螺纹刀具存在的问题,实现加工中心数控攻螺纹,提升结构件自动化水平。

刚性攻螺纹常使用的刀具为模式钻柄加ER弹簧夹套,刀具结构简单、成本低,如图3所示。由于主轴转角与Z轴进给始终保持同步,因此,加工出的螺纹精度高,如图4所示。丝锥夹头与丝锥之间的联接方式为刚性夹持,且主轴转速与进给建立严格的直线比例关系,因此,刀具强度高,攻螺纹效率高。

该自制刀具是一种轴向及周向均存在的攻螺纹刀具,可有效抵消加工过程中存在的变形回弹力,具体刀具攻螺纹原理如下。

经现场实际验证,使用刚性攻螺纹刀具加工卷扬框架螺纹孔时,由于立板变形,当丝锥退出时,机床带动丝锥往后拉,工件恢复原状,丝锥则受到工件较大的拉力,导致断裂,如图8所示。使用柔性攻螺纹刀具加工卷扬框架螺纹孔时,由于立板变形,丝锥受到较大的轴向及径向的反作用力,攻螺纹转矩超出攻螺纹刀具设定的转矩,导致丝锥空转,无法完成攻螺纹,如图9所示。

螺纹磨削主要用于在螺纹磨床上加工淬硬工件的精密螺纹,工件淬火后的硬度较高,虽然还可以切削,但会使切削螺纹的刀具耐用度大大降低。

卷扬框架是起重机上一种重要的结构件,如图6所示,该结构由法兰盘与立板焊接而成,且两侧立板较薄,当加工法兰盘上的螺纹孔时,工件受轴向及径向切削力,由于加工部位刚性差,攻螺纹刀具相对于后尾产生相对作用力,致使后尾立板变形。螺纹底孔的轴线与刀具丝锥的轴线偏差,如图7所示。

刚性攻螺纹是机床控制主轴的旋转与Z轴的进给一直保持同步的一种攻螺纹方法,刚性攻螺纹要求攻螺纹刀具和主轴严格固定,同伸缩,同旋转。由于数控机床的刀柄是刚性的,没有自动调整间隙的功能,所以在主轴上安装了位置编码器,其原理为C轴编码器走一圈,螺距转一圈。攻螺纹精度高,加工效率高。

从切削过程从难到易的顺序排列的话,依次是:内拉削、外拉削、攻丝、螺纹加工、滚齿、深孔钻、镗孔、成形刀具切削螺纹、高速低进给切削螺纹、铣削、钻孔、刨削、单刃刀具车削、锯削磨削。

弱刚性结构件是工程机械行业常见的一种结构,此类工件结构刚性差,加工过程易产生局部变形,工件上的螺纹孔难以使用常规攻螺纹刀具进行加工。针对此问题,笔者研制了一种自制柔性攻螺纹刀具,可解决弱刚性结构件数控加工中存在的问题,并且提升了加工质量。

使用自制丝锥现场批量验证,如图15所示。对公司各种不同的产品进行攻螺纹试验,各型号后尾均能在卧式加工中心进行数控攻螺纹,且丝锥寿命可达到理论攻螺纹寿命,加工效率较摇臂钻攻螺纹提升6倍,且螺纹孔的加工精度及表面粗糙度较好,由此可见,此刀具可满足起重机弱刚性结构件的数控攻螺纹。

随着时代的进步,数控行业在我国大中型机械加工业用得越来越广泛,一些大型零件的螺纹加工,传统的螺纹车削和丝锥、板牙已无法满足生产的需求。而螺纹铣削作为一种采用数控机床加工螺纹的方法,逐步得到中国广大客户的接受和喜爱。

圆弧螺纹加工选用圆弧车刀。因为圆弧车刀圆弧较长,所以,加工时刀痕较均匀,工件表面质量较好。对于较大螺距螺纹加工,特别需要考虑机床和刀具的刚性,尽量避免选用与圆弧螺纹牙型半径相等的圆弧车刀,否则容易在加工过程中出现现象。对于凹半圆的圆弧螺纹,刀具圆角半径要小于圆弧螺纹牙型半径,为考虑刀具的刚性,刀具圆角半径也不宜过小。

本文为解决起重机弱刚性结构件螺纹孔数控攻螺纹存在的问题,自行设计制造了一种柔性非标攻螺纹刀具,通过现场批量验证,可解决弱刚性结构件数控攻螺纹存在的各种问题,实现了加工中心数控加工,并且提升了螺纹孔加工效率以及螺纹孔加工质量。

对于内螺纹加工主要有两类加工方法,一类是用螺纹铣刀进行螺纹铣削,另一类是使用丝锥进行攻丝。丝锥攻丝时比较常用的切削刀具主要有挤压丝锥、螺尖丝锥和螺旋槽丝锥等。现将各自特点及适用场合总结如下:

柔性攻螺纹因为存在累积误差,主轴转速较刚性攻螺纹低,所以加工中心柔性加工效率较低,适用于中小批量生产。柔性攻螺纹的机床参数较少,直接调用柔性攻螺纹循环即可,对调试人员要求不高。但当加工弱刚性结构件时,螺纹孔加工部位产生局部变形,导致攻螺纹转矩超出刀具设定转矩,无法完成正常攻螺纹。

汽油机:以汽油为燃料,吸入气缸内的是可燃混合气体,由点火系统做功。加工中心是具有两种或两种以上加工方式的机床产品,由数控铣床发展而来,将铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上,通过在刀库上安装不同用途的刀具,可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具,实现多种加工功能。

加工中心是具有两种或两种以上加工方式的机床产品,由数控铣床发展而来,将铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上,通过在刀库上安装不同用途的刀具,可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具,实现多种加工功能。”1987年,参加工厂技能比赛。

使用数控加工中心加工工件带来的益处,大家都已经深入了解,对于数控加工中心的操作和编程,还是有一层神秘的面纱。小编和大家分享下螺纹的加工方法。用数控加工有:螺纹铣削法和丝锥加工、挑扣加工法三种方式:

各种类型的刀具各有其特点:机夹式螺纹铣刀是螺纹铣削中用且价格低廉的刀具,其结构与普通机夹式铣刀类似,由可重复使用的刀杆和可方便更换的刀片组成;整体式螺纹铣刀结构紧凑,比较适合数控加工中心的加工、小直径的螺纹;

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