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目前内螺纹加工攻丝螺纹成形和螺纹铣削

发布时间:2021-07-20 22:41:08 阅读: 来源:扫雪板厂家

内螺纹加工:攻丝、螺纹成形和螺纹铣削

在许多工业技术领域中,设计人员和生产技术人员都面临着这样的任务,即如何把结构部件和组件做成可拆首先分并且可以承重的连接?实践证明,利用螺栓和内螺纹进行连接是一种便捷的连接方法。

现在,内螺纹的加工仍是生产中最为复杂的一项任务。它对工艺过程的安全性提出了更高的要求,这是因为大多数结构部件都要经过很长的生产步骤,而螺纹加工往往是处于整个生产链的末尾。螺纹未经检验或者刀具一旦断裂,就会导致结构部件报废或者进行昂贵的再加工,这种情况必须避免。内螺纹通常采用不同的材料加工而成。在工业生产中,使用的材料范围从防锈、耐酸的软钢或者淬硬钢,到短切屑铸铁或者铝合金。在个别工业领域内——例如航空和航天工业技术部门,还需要使用特种合金(钛、镍)和复合材料。

生产技术面临着日益增长的国际竞争,需要提高整个生产领域的生产率。目前,企业不能只满足于安全的内螺纹加工,同时必须采用更高的切削和进给速度进行内螺纹加工。对于机器制造中的内螺纹加工而言,主要采用3种加工工艺:经过实践检验的攻丝法、无切屑的螺纹成形替代法和先进的螺纹铣削法。如何正确选取加工方法?需要尽可能地比较各种工艺方法的优、缺点以及使用限制。然后,从技术和经济的角度分析应该采用或者不采用某种加工方法。

攻丝

攻丝是内螺纹制作中广为人知的一种方法。因为它可以借助刀具的几何形状确定内螺纹的成型,所以该方法无需专用机床。在普通机床、生产线或者现代加工中心上都可以采用这种加工方法。与此相反,钻孔或者铣削,现在仍广泛使用于HSS-E或者HSS-E-PM攻丝。如果刀具的成本比较低,攻丝的方法能够达到较高的生产率,其优点十分明显。现在,攻丝的适用范围不断扩大、功率不断提高。例如盲孔螺纹加工的极限范围现在已经达到3×d的切削长度;使用新研发的Sprint P电子万能实验机在我们的生活中非常普遍lus丝锥可以切制高强度钢的螺纹。刀具采用了HSS-E-PM刀具材料,兼具突出的韧性和较高的耐腐蚀、耐磨性能。切削刃材料的高耐热性、配合特殊的切削刃几何形状和现代多层硬质合金镀层,还使得对长切屑软钢进行切内螺纹加工,可以满足某些特殊的切削要求,达到更高的切削速度,由此获得更高的生产率;对软钢进行切内螺纹加工的时候,还可进行干式加工(有/无MMS)。

通孔螺纹的加工比较简单,这是因为在回程的时候,切屑不必被剪断。使用特殊设计的Sprint丝锥,其切削速度可以高达100m/min。由于反向旋转时会产生较高的扭矩负载(剪断切屑根),所以在切屑较短的情况下,VHM丝锥需要采用耐腐蚀、耐磨损的材料来制作。VHM丝锥最适用于硬材料的加工,甚至可以加工硬度达65HRC的淬硬钢,是一种经济的加工方案,丝锥不易折断,从而避免丝锥折断在螺孔内需电蚀除去的麻烦替代方案。

由于VHM丝锥具有较高的耐磨性,所以在加工灰铸铁(GG或者GGV)和耐腐蚀性硅铝合金的时候,强调要使用VHM丝锥。内部的对客户我们的产品做到高标准服务冷却介质可以立刻带走切屑,从而使这种刀具适用于切制超过1.5×d螺纹切深的、行程较长的盲孔螺纹。为了减少VHM丝锥折断的可能在油压的作用下使其带动相干联的测力摆锤性,采用VHM丝锥攻丝的时候需要加固机床和工件。

螺纹(挤压)成形

更受欢迎的攻丝替代方案是无切屑螺纹(挤压)成形。在螺纹成形的时候,螺纹成形刀在旋入预钻孔的轴向和径向中挤出材料,从而形成特有的齿形螺纹廓型。螺纹廓型基本上随钻孔的内螺纹的不同而有所区别,并且受到其使用范围的限制。在食品工业、航空与航天技术或者医药技术领域中,螺纹成形大多数是不允许的。在螺纹成形的时候,不产生切屑。在坚韧材料中较深的盲孔螺纹情况下,与普通的攻丝螺纹相比较,其刀具断裂的危险较小。螺纹成形要求材料的断裂延伸率约大于7%,而其最大的抗拉强度约为1300N/mm2。硅铝合金材料螺纹成形允许其含硅量达12%。在脆性灰铸铁或者淬硬钢的情况下,螺纹成形是不可能的。与德国Kassel大学合作新研发的IPL超级螺纹成形刀不仅采用了为成形承载特别研发的特殊切削刃材料,而且具有其多边形廓型的造型和螺纹部分的表面结构设计,因而具有特别优异的性能。而且在停车次数和切削速度方面,超过了常规的螺纹成形刀和攻丝。由于其特殊的几何形状设计,这种超级螺纹成形刀疲劳实验机主要用于橡胶的疲劳实验不具有攻丝那种会使成形螺纹快速磨损的棱边,所以特别适用于大批量生产。这种稳定的结构设计也使VHM刀具能获得很好的使用效果。针对内部冷却介质的引入及尽量少的润滑,为此超级螺纹成形刀进一步开发出了位于内部的、具有最佳流动性的冷却槽。冷却润滑液从该刀具的成形区域内流出。除了螺纹成形刀的几何形状对螺纹廓型的成形、加工期间的转矩和刀具的停止时间有所影响之外,其主要取决于预钻孔的大小。即卸除拉力后变形完全消失因此需要确定最佳的预钻孔直径,与刀具生产厂商进行紧密的协作特别重要。

螺纹铣削

攻丝或者螺纹成形的替代方案中最引人关注的是螺纹铣削。这种技术的优点在于它在很大程度上增强了工艺过程的安全性;而且,该刀具具有广泛的适用性,可以加工各种不同的材料。在螺纹铣削的情况下,不像切削那样,螺纹直接与刀具相关(例如,M6丝锥加工得到的总是M6螺纹),而是先利用螺纹铣刀的旋转运动,再利用机床3条轴线同时运动。螺纹铣刀向内进刀到芯孔中的编程螺纹深度为止。实际的切削过程起始于向内进刀的铣削,此时降低负载的刀具,转换成进入工件中的螺旋状径向进刀运动。然后,在一个360度螺旋进刀过程中铣削螺纹。此螺纹铣刀要求带3D功能的现代化数控机床,刀具可以沿着螺旋状导轨运动。

VHM螺纹铣刀是一种广泛适用的刀具。在螺距相同的情况下,使用一把刀具可以加工各种不同螺纹直径或者公差范围的螺纹。使用同一把刀具,在长切屑或者短切屑材料中,既可加工盲孔内螺纹,也可加工通孔内外螺纹。即使是对于坚韧的长切屑材料,也可以使用新研发的NPT螺纹铣刀,加工出使用常规螺纹加工方法难以达到的锥形内螺纹(NPT)。新的HRC螺纹铣刀在淬硬钢螺纹加工过程中使用安全。与增大的切削量、负切削前角和明显增大的芯部截面积相匹配的刀具,也可用于硬度高达65HRC的淬硬钢的切削。

采用螺纹铣刀加工的过程具有较高的安全性,所以在加工大型或贵重结构部件的时候、在所需转矩较小的情况下加工较大规格的螺纹(在功率较小的机床上,也能加工较大规格的螺纹)、对于采用丝锥法加工总是出现问题的难切削材料、或者对于干式螺纹加工而言,螺纹铣削都不失为常规螺纹加工方法的经济有效的替代方案。

没有一种既完美又普遍适用且经济实惠的内螺纹加工方法。更确切地说,为用户的利益着想,应按照使用的情况和要求,比较选取攻丝、螺纹(挤压)成形或螺纹铣削。(end)

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