螺纹铣削,“螺纹加工”将来式
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尽管内螺纹的生成大多数采用了传统的螺纹攻丝方式,但在直径相对小的螺纹孔的加工中,更高效的螺纹铣削技术终结了攻丝加工的绝对主导地位,使得其不再是最主要的螺纹加工方式。
机床技术的持续进步使得螺纹铣削在世界各地的金属切削制造领域的应用越来越普及。今天,数控机床可通过螺旋插补铣实现高效切削,且这一优势确保了铣螺纹工序这种螺纹生成方式呈增长趋势。
尽管内螺纹的生成大多数采用了传统的螺纹攻丝方式,但在直径相对小的螺纹孔的加工中,更高效的螺纹铣削技术终结了攻丝加工的绝对主导地位,使得其不再是最主要的螺纹加工方式。
即便攻丝加工被看作是实现高生产率的方式,随之而来的是明确的在赞同传统的攻丝加工方式的同时也认同其有着明显的缺点。攻丝过程所遭遇的主要问题是排屑。长切屑会堵塞丝锥的排屑槽,这可能导致丝锥在孔中折断,或许进一步导致整个零件的报废。反之,在螺纹铣削加工中,能实现高效排屑且毫无困难。
被加工材料硬度问题为高效攻丝加工带来了另一常见的障碍。虽然如今大多数丝锥并不适用于加工淬硬材料,但整体硬质合金螺纹铣刀却显著扩充了适用于螺纹加工的淬硬材料范围。
螺纹铣削具有出色的通用性。例如,仅需一支多齿螺纹铣刀就能在不同孔径上加工出具有相同螺距的螺纹。此外,一款带有通用牙型的单头螺纹铣刀还能用于加工具有不同标准的螺纹,比如,ISO公制螺纹及美制螺纹。相比之下,丝锥的专用属性意味着丝锥只能用于特定直径及螺距的螺纹的加工。而且,螺纹铣刀在盲孔加工中具有出色的表现。
螺纹铣削还具有克服前述丝锥加工的诸多问题的能力,如刀具折弯,磨损,被加工材料的“弹性”。
暂不考虑螺纹铣削的增长,传统的攻丝加工方式优势也颇为明显,如易于操作,最大限度地减小了操作人员的工作等。这也说明了攻丝加工为什么能被持续而广泛地使用。然而,事实上,螺纹铣削却在全球工业领域受到了广泛的认可被视为优选的螺纹加工方式,难以设想制造商们无法采用螺纹铣刀加工的场景。
对螺纹铣刀增长趋势做出回应,世界各地的刀具供应商们现已能为用户提供各种螺纹铣刀以供其选择。作为切削刀具的领军制造商及公认的螺纹加工领域专家,伊斯卡研制了应用范围宽泛的先进螺纹铣刀,包括装夹可转位刀片的铣刀及整体硬质合金铣刀。
图1 将螺旋刃螺纹铣刀片应用于MTSRH可转位刀体(鼠标悬浮窗口放大,单击查看放大全图)
一款装夹硬质合金可转位刀片的螺纹铣刀往往采用了诸如带有圆柱柄的结构或带有中心孔的套式结构以装夹于心轴上。装夹可转位刀片的螺纹铣刀的主要优点是其广泛的通用性。通过刀片的更换,螺纹铣刀能自如地在外螺纹加工及内螺纹加工之间转换,满足了各种螺纹标准的加工需求。甚至,这一加工过程还能使得用户基于被加工材料找到更高效的切削刀具形状。每一款这类螺纹铣刀均带有内冷却通孔以使得冷却液高效直达切削区域。将螺旋刃螺纹铣刀片应用于MTSRH可转位刀体是伊斯卡独创的解决方案(图1)。
螺纹铣刀片的螺旋切削刃正如整体硬质合金螺纹铣刀的切削刃,确保切削过程轻快、不费力,显著提高了螺纹铣刀的加工性能。另外,带有平滑螺旋切削刃的刀片能安装于铣刀体。因此,MTSRH螺纹铣刀能用于实现方肩铣精铣加工,进而能与90°方肩铣铣刀一较高下。
伊斯卡整体硬质合金螺纹立铣刀因以下不同特征而应用范围广泛:
  • 生成不同螺纹的牙型
  • 直径
  • 悬伸及颈部长
图2 伊斯卡整体硬质合金螺纹立铣刀(鼠标悬浮窗口放大,单击查看放大全图)
另外,带有两个内冷却通孔的设计;一个中心孔或内冷却通孔的开口位于排屑槽上(图2)。
主体而言,伊斯卡的螺纹铣刀基于装夹可转位刀片式铣刀或整体硬质合金立铣刀而设计。然而,伊斯卡还提供一款独特的螺纹铣刀,那就是可换刀头式的装夹硬质合金刀头的变形金刚螺纹铣刀。
伊斯卡现已广为人知的变形金刚立铣刀(MULTI-MASTER)于2000年问世,由刀杆与可换式硬质合金刀头组合而成。尽管最初主要旨在为模具工业而打造,但变形金刚立铣刀因其本具的通用性而迅速在其它工业领域普及开来。变形金刚立铣刀的通用性启发了对螺纹铣刀头的引入的同时也进一步拓宽了变形金刚立铣刀适用性。
现今,变形金刚立铣刀为用户提供更多元的选择;也包括带60°及55°通用牙型的单齿螺纹铣刀头。(图3)
图3 变形金刚立铣刀单齿螺纹铣刀头(鼠标悬浮窗口放大,单击查看放大全图)
图4 变形金刚立铣刀多齿螺纹(鼠标悬浮窗口放大,单击查看放大全图)

此外,变形金刚立铣刀可换式刀头还顺理成章地采用了整体硬质合金多齿螺纹立铣刀的牙型(图4)。
伊斯卡还依据ISO公制,美制UN,UNF,UNEF及英制BSP牙型而设计了内螺纹及外螺纹铣刀头。
对用户而言,在特殊的螺纹加工应用中,变形金刚立铣刀刀杆的多样性极大地简化了刀具的优化组合。而变形金刚立铣刀的采用还使得用户大幅缩减了刀具的库存,降低了对特制螺纹铣刀的需求。螺纹铣刀头的纳入使得用户对早前已购的用于其它工序的变形金刚刀杆的利用更有效,提高了刀杆的利用率。当对整体硬质合金螺纹立铣刀及变形金刚立铣刀进行对比时会发现, 变形金刚立铣刀对硬质合金的利用更合理,有助于硬质合金资源的可持续性使用。因此,通过进一步拓展螺纹铣刀头,变形金刚立铣刀已成为理想的多功能刀具系列。
本文作者:伊斯卡可转位铣刀技术经理Andrei Petrilin 螺纹铣刀经理Eran Panko
原载:切削技术
上载于:2016-11-18 11:51:10

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