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螺紋銑削的加工過程及工藝方法

時間:2008-08-16瀏覽:679次收藏

隨著數控機床在國內的廣泛普及,這種螺紋加工方法在國內也逐步被采納和應用。但也僅限于大直徑螺紋的加工,小直徑螺紋特別是內螺紋的加工,少有采用螺紋銑削的。小孔螺紋加工一般采用絲錐攻制,但在某些超高強度鋼上進行小孔螺紋加工時,采用絲錐幾乎無法完成加工。因為絲錐攻制螺紋時,必須有足夠的扭力,在某些超高強度鋼上攻制螺紋時,絲錐是無法承受要完成螺紋加工所施加的扭力的。尤其是在材料硬度也極高的情況下,絲錐也極易磨損。一旦絲錐稍有磨損,攻制時的扭力也急劇增大,這也更加快了絲錐的磨損,如此惡性循環,最終將導致絲錐的折斷。
利用螺紋銑削的諸多優點,在加工某超高強度鋼壓力容器法蘭連接處的螺紋孔時,采用了螺紋銑削方法,取得了較好的經濟效益。下面就這一過程及工藝方法作簡要介紹。

1 零件的特點及加工難點

零件為一大型壓力容器,要在其法蘭連接處端面一周加工60-M16×1.5-6H(均布)的盲孔螺紋。材料抗拉強度1,800MPa、硬度52HRC,屬極難加工材料。此類材料不僅強度高,而且硬度也極高。開始采用絲錐攻制,僅采用進口的整體硬質合金帶TiAlN涂層的絲錐,才能勉強進行加工。但此種絲錐價格極其昂貴(2,500元/支),而且壽命也不高(僅為20孔/支),更主要的是加工過程中絲錐經常折斷,取出困難,而且取出時,易損傷螺紋,影響產品質量。


圖1

2 刀具選擇

刀具選擇應以滿足加工要求、提高刀具壽命和加工效率為原則。①刀具幾何尺寸:總長70mm ,直徑D2=Ø14mm。刀具長度在考慮夾持部分和切削部分后,刀具懸伸應盡量短,刀具直徑應盡量大,比螺紋底孔略小即可,以增加刀具的剛性,減小加工過程中的振動;②刀具材質:整體硬質合金帶TiAlN涂層。這種刀具不僅有優良的耐磨性,而且有較高的強度,適合于加工強度、硬度均極高的材料;③刀具齒數:Z=6齒。齒數越多,進給量越大,提高加工效率。

3 加工方法及參數選擇

  1. 走刀方式:如圖1所示,采用了螺旋進刀,即刀具在X、Y平面順(逆)時針旋轉半個圓弧,Z方向上升或下降0.5個螺距。這樣以減小進刀時的振動,提高刀具壽命和螺紋表面質量,并使加工出的螺紋有半扣平滑過渡的螺紋收尾。
  2. 進給方式:徑向進給分3個切深完成,并借鑒螺紋車削中的側向進刀方式,如圖2所示。以充分減小加工中的徑向力,避免振動,提高刀具壽命。要注意的是,第1 、2兩次切深的加工中,其相對于第3次切深位置的軸向偏移量t1、t2要通過計算確定,確保其不要位于螺紋輪廓之外,而造成螺紋過切。這里取t1=0.10,t2=0.05。


    圖2

  3. 冷卻方式:內冷。由于是盲孔,采用內冷可充分冷卻的同時,帶走鐵屑。
  4. 切削參數選擇:切削速度Vc=81m/min,則轉速N=1000 Vc/(D2×p)=1000×81/(14×3.14)=1842r/min;進給速度fz=0.075mm/Z ,則銑刀切削刃處進給速度為F1=fz×N×Z=0.075×6×1842=828mm/min,編程時應給定銑刀中心進給速度F2=F1(D0-D2)/D0=828×(16-14)/16=103mm/min。另外為避免切進時的振動,每次以半圓弧切進時,其進給取F2=50 mm/min。

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