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螺紋銑削作為一種采用數控機床加工螺紋的方法,首先在歐,美流行開來。隨著中國數控機床的發展,也逐步得到中國廣大客戶的接受和喜愛。螺紋銑削是借助數控加工中心機床的三軸聯動功能及G02或G03螺旋插補指令,完成螺紋銑削工作。
螺紋銑削加工方法本身具有一定的天然優勢。由于目前螺紋銑刀的制造材料為硬質合金,加工線速度可達80~200m/min,而高速鋼絲錐的加工線速度僅為10~30m/min,故螺紋銑刀適合高速切削,加工螺紋的表面光潔度也大幅提高。高硬度材料和高溫合金材料,如鈦合金、鎳基合金的螺紋加工一直是一個比較困難的問題,主要是因為高速鋼絲錐加工上述材料螺紋時,刀具壽命較短,而采用硬質合金螺紋銑刀對硬材料螺紋加工則是效果比較理想的解決方案??杉庸び捕葹镠RC58~62.對高溫合金材料的螺紋加工,螺紋銑刀同樣顯示出非常優異的加工性能和超乎預期的長壽命。對于相同螺距、不同直徑的螺紋孔,采用絲錐加工需要多把刀具才能完成,但如采用螺紋銑刀加工,使用一把刀具即可。在絲錐磨損、加工螺紋尺寸小于公差后則無法繼續使用,只能報廢;而當螺紋銑刀磨損、加工螺紋孔尺寸小于公差時,可通過數控系統進行必要的刀具半徑補償調整后,就可繼續加工出尺寸合格的螺紋。同樣,為了獲得高精度的螺紋孔,采用螺紋銑刀調整刀具半徑的方法,比生產高精度絲錐要容易得多。對于小直徑螺紋加工,特別是高硬度材料和高溫材料的螺紋加工中,絲錐有時會折斷,堵塞螺紋孔,甚至使零件報廢;采用螺紋銑刀,由于刀具直徑比加工的孔小,即使折斷也不會堵塞螺紋孔,非常容易取出,不會導致零件報廢;采用螺紋銑削,和絲錐相比,刀具切削力大幅降低,這一點對大直徑螺紋加工時,尤為重要,解決了機床負荷太大,無法驅動絲錐正常加工的問題。
機夾刀片式螺紋銑刀十年前就已問世,人們也認識到,在加工中心上加工M20以上的螺紋孔,采用螺紋銑刀與采用絲錐相比,能大幅降低加工成本。但近幾年,整體硬質合金螺紋銑刀的設計及生產技術逐步成熟,開發出了尺寸范圍齊全的系列產品。
我們從世界著名硬質合金螺紋刀具解決方案供應商以色列VARGUS(瓦格斯)公司近年來開發的螺紋銑刀系列產品就可看出螺紋銑刀的發展趨勢,其開發的硬質合金整體螺紋銑刀Millipro系列涵蓋了M1.6×0.35到M4;Helicool系列涵蓋了M5~M19;MITM多刀片、高效率機夾螺紋銑刀系列涵蓋了M19~M60尺寸范圍;Shell mill系列多齒安裝、盤銑式螺紋銑刀涵蓋了M60~M300甚至更大尺寸的大直徑螺紋加工。為了幫助用戶使用螺紋銑刀解決方案,使其應用更為容易、便捷,瓦格斯公司還開發了TM Gen軟件系統,并已中文化,可幫助用戶自動選刀及自動編制相應的螺紋銑削CNC程序。
CVD金剛石刀具與PCD刀具的制造方式類似,金剛石刀片被釬焊在鎢硬質合金或高速鋼刀體的帶有切口的角上,再用金剛石砂輪精磨刀具。厚膜金剛石刀片堅固的釬焊技術是20世紀90年代開發的,這個技術解決了對金屬切削加工薄膜、金剛石鍍層硬質合金刀片的粘結和刀體選擇的難題。而用于切削加工的金剛石鍍層硬質合金刀片的粘結與刀體選擇一直被廣泛認為是對切削加工有負面的影響。大多數獨立的用于切削刀具的厚膜CVD金剛石材料大約厚0.5mm。相對光滑、細顆粒(約1μm)晶核表面一般被拋光,用作切削刀具的前傾面;側面的粗顆粒表面(>50μm)被真空釬焊在鎢硬質合金刀體或高速鋼刀體上。
雖然CVD工藝的嚴格控制是關鍵,但是Z終決定刀刃質量和刀具牢固性的還是刀具制造。大多數有經驗的制造商對于PCD工業常常使用磨削砂輪,而為了適應CVD金剛石材料提高的硬度,他們又延長了磨削時間。
J&M金剛石機床刀具公司用PCD配方的砂輪磨削CVD金剛石,對比于PCD刀具,磨削一把CVD金剛石刀具刀刃要多用10%~20%的時間。然而延長刀刃磨削時間,可使得刀具制造商獲得優于PCD刀具刀刃的表面粗糙度。由于CVD金剛石比PCD更耐磨,所以簡單地加大磨削砂輪的進給量會產生一個過度的磨削力而損壞CVD金剛石刀具切削刃。
厚膜CVD金剛石可用精磨側面生產一個釬焊、鏡面表面粗糙度(Ra<0.05μm)的切削刀片。對比于薄膜CVD金剛石鍍層,厚膜刀片的這個獨特的性能使工件也能產生一個優良的表面粗糙度。厚膜CVD金剛石在刀具選擇中還提供了替換單晶金剛石刀具的機會。
獨立的CVD金剛石材料的牢固性和耐磨性使其成為高硅鋁銑削等廣泛的機械加工應用的優良選擇。CVD金剛石加工鋁合金時的刀具壽命常常是商用PCD刀具壽命的1.55倍。具體實際的改進決定于鋁合金、切削刀具的設計和制造技術。CVD金剛石刀具常常用于車削活塞,進行鋁輪精車和其它高硅鋁材料和金屬基合成材料的一般機械加工所需要的斷續切削。雖然高硅鋁總是CVD金剛石集中研究的對象,然而金剛石刀片刀具在低硅鋁材料機械加工中也越來越普遍。高生產率加工或精確的精加工等都要求使用金剛石刀具。一個汽車制造公司對一個鋁制零件進行了精加工操作,CVD金剛石刀片刀具不僅比PCD耐用30%,而且在刀具的整個壽命中,能連續加工出所要求的表面粗糙度。