螺紋加工及其在車(chē)削和銑削方面的進(jìn)展
螺紋加工方法很多，近代生產(chǎn)與科技的發(fā)展特別是CAD/CAM等計(jì)算機(jī)編程與控制技術(shù)的發(fā)展，使螺紋加工出現(xiàn)了嶄新的變化，以前不可想象的事漸漸都得以實(shí)現(xiàn)。
瓦格斯（Vargus）公司是以色外列專(zhuān)業(yè)制造螺紋加工刀具，研究螺紋加工工藝的著名廠商。它以VARDEX為商標(biāo)的各類(lèi)刀具持續(xù)地在世界處于領(lǐng)先地位。下面以它們的新產(chǎn)品，說(shuō)明當(dāng)今在這方面的發(fā)展。
（一） 螺紋車(chē)削及其刀具的發(fā)展
螺紋車(chē)削是螺紋加工的基本形式，也是成形車(chē)削的一種特殊形式。加工時(shí)，工件轉(zhuǎn)一圈，刀具平雅一個(gè)螺紋導(dǎo)程。以車(chē)削外螺紋為例，部分牙型的螺紋車(chē)刀兩側(cè)刃 切出螺紋表面，頂刃切出牙根。全牙型的螺紋車(chē)刀尚可精加工牙頂，控制螺牙的尺寸精度。部分牙型的螺紋車(chē)刀可在一定范圍內(nèi)加工同一螺旋升角，不同螺距，不同 直徑的同類(lèi)螺紋。全牙型的只能加工一種類(lèi)型，一種螺距的螺紋。切削運(yùn)動(dòng)，一般分主運(yùn)動(dòng)與輔助運(yùn)動(dòng)。螺紋車(chē)削時(shí)的旋轉(zhuǎn)與軸向平移都是構(gòu)成螺紋加工的主運(yùn)動(dòng)。 只有車(chē)削過(guò)一次后，螺紋車(chē)刀逐次切入至全牙深的走刀才是輔助進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。作為輔助的走刀進(jìn)給運(yùn)動(dòng)切入方法一般有三種：
三種切入方法
（1）徑向切入法——即走刀方向垂直于旋轉(zhuǎn)主軸。其優(yōu)點(diǎn)是①使用方便，可用標(biāo)準(zhǔn)螺紋車(chē)削程序。②通用性好，變更走刀量等容易。③左右兩側(cè)刃同時(shí)切削，磨 損均勻。缺點(diǎn)是 ：①只適小螺距加工（一般1.5mm以下）②切屑處理性差，只適生成短屑的材料。③走刀后半期，因切刃接觸長(zhǎng)度變長(zhǎng)，易發(fā)生顫振。④刀尖 圓角半徑處負(fù)荷集中且大。
（2）側(cè)向與側(cè)向改進(jìn)切入法——當(dāng)螺距大于1.5mm為避免徑向切入法的缺點(diǎn)可用本法，即沿一側(cè)刃斜向切 入。如若完全沿右側(cè)切入，即側(cè)向切入，右刃走刀量等于零，右刃后刀面磨損嚴(yán)重。故宜采用改進(jìn)型側(cè)向切入法，如上圖。此法切入方向與右側(cè)成1°-3°，總切 削力下降，加工表面光潔度高，切屑流出方向可控，切屑處理性好。適梯形螺紋等加工。缺點(diǎn)是 ：編程難度提高，走刀量變更難。有必要編制新的NC程序。
（3）交錯(cuò)式切入法——推薦用于大螺矩及長(zhǎng)切屑材料的加工。優(yōu)點(diǎn)是：刀刃兩側(cè)磨損均勻，切削力低，加工表面光潔。缺點(diǎn)是編程復(fù)雜 （某些機(jī)床可能將它作為標(biāo)準(zhǔn)程序）走刀量變更難，切屑處理性差，切屑流向左右，可能常有纏繞情況。
Vargus的螺紋車(chē)削TT Gen軟件可讓您選用恰當(dāng)?shù)穆菁y車(chē)刀，并在幾秒鐘內(nèi)根據(jù)您的用途選擇最適合的切削方案。
Vargus公司在螺紋車(chē)削刀具上的進(jìn)展為：
（1）使用多齒刀片，如M+型有2-3刀齒，Z+型有2刀齒，T+型刀齒最多可達(dá)8刀齒。多齒刀片的優(yōu)點(diǎn)是①各齒可分別完成粗，半精，精等加工。原來(lái)單 刃齒螺紋車(chē)刀走刀次數(shù)須多達(dá)十余次，甚至二十余次，現(xiàn)只用1-4次即可完成。大大提高了生產(chǎn)效率。②配置了切削負(fù)荷。③從而延長(zhǎng)了刀具的壽命。一般標(biāo)準(zhǔn)單 刃齒和上述幾種多刃齒刀片常做成三角形可轉(zhuǎn)位式的。因它們的法后角不為零度。上下面不相同，故只能轉(zhuǎn)位三次用三個(gè)刃。
多刃齒刀片
（2）可用六個(gè)刃齒的V6型刀片。
V6型刀片正反兩面各有3個(gè)刀齒可用，這樣一片刀片可轉(zhuǎn)位使用六次。這種刀片購(gòu)買(mǎi)時(shí)，每盒帶有一個(gè)V6專(zhuān)用刀墊，用它即可裝在標(biāo)準(zhǔn)刀桿上。它的每個(gè)刀齒性能，用途一致，由于可使用刀齒多，相當(dāng)?shù)毒邏勖叮执蟠蠼档土顺杀尽?/SPAN>
螺紋車(chē)刀徑向安裝時(shí)，若當(dāng)它們的前刀面與工件軸向截面相重合，即頂刃的前角為0°時(shí)，刀具的牙型即加工出工件的牙型，無(wú)牙型誤差。當(dāng)為了提高生產(chǎn)效率與 加工表面光潔度，前角不為0°時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生牙型誤差。螺紋車(chē)刀有一個(gè)頂刃，二個(gè)側(cè)刃，它們的前后角是相互關(guān)聯(lián)的。二者的大小與變化與刀具耐用度，切削力， 加工質(zhì)量有關(guān)。單刃螺紋車(chē)刀的二側(cè)刃切削左右螺旋面時(shí)，形成有二個(gè)側(cè)前角，據(jù)前角定義可知左側(cè)前角為“＋”值，右側(cè)前角為“－”值，左側(cè)后角小，右側(cè)后角 大。二側(cè)刃切削條件不同，加工表面質(zhì)量也不同。為此單刃螺紋車(chē)刀在螺紋升角較大時(shí)，須加角度刀墊使螺紋車(chē)刀片垂直于左右螺紋面法向安裝。多刃齒刀片僅能徑 向安裝。
（二） 螺紋銑削工藝及其刀具的開(kāi)發(fā)與進(jìn)展
前述螺紋車(chē)刀刀片由單齒發(fā)展至多齒可以大為降低走刀次數(shù)。新型的螺紋銑削刀具，不但在圓周上分布許多刀片，而且每片刀片都是多刃齒的�？芍纳a(chǎn)率，更高于車(chē)削。
實(shí)踐螺紋銑削數(shù)控機(jī)床必須具備3軸聯(lián)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)螺紋插補(bǔ)功能，由機(jī)床控制刀具走出螺旋軌叟。為在圓柱體上形成螺旋型面，需由X-Y平面的圓孤插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)與垂 直此平面Z軸的線(xiàn)性直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)聯(lián)動(dòng)完成。具體加工時(shí)是由刀具的轉(zhuǎn)動(dòng)和機(jī)床的螺旋插補(bǔ)形成，在一個(gè)圓周插補(bǔ)過(guò)程中，利用刀具的幾何形狀同時(shí)刀具軸向移動(dòng)一螺 距。加工出螺紋。
螺紋銑削前可采用3種切入方法：
（1）圓弧切入法—刀具沿圓弧逐漸切入。本法刀具切入切出平穩(wěn)，加工后無(wú)切削痕叟，不產(chǎn)生振動(dòng)。硬材加工質(zhì)量也好。但其程序編制較復(fù)雜。建議在加工精密螺紋時(shí)用此法。
（2）徑向切入法—刀具沿徑向切入，本法使用簡(jiǎn)單，但切入切出處會(huì)殘留垂直切痕，切痕不會(huì)明顯影響螺紋質(zhì)量。在加工硬材料時(shí)，當(dāng)切入接近全牙形時(shí)由于刀具與工件接觸面積大，有可能產(chǎn)生振動(dòng)。故為了避免振動(dòng)，當(dāng)接近切入全牙時(shí)，應(yīng)使走刀量下降到螺紋插補(bǔ)進(jìn)刀量的1/3。
（3）切向切入法—本法較簡(jiǎn)單，并具有圓弧切入法的優(yōu)點(diǎn)，但本法僅適合外螺紋加工。
大多數(shù)數(shù)控機(jī)床，在編程時(shí)要求采用刀具中心進(jìn)給編程。刀具的進(jìn)給速度由刀具中心的進(jìn)給速度F2大小決定，但刀具中心的進(jìn)給速度沒(méi)有直接給出�？捎啥叩年P(guān)系式求得。
Vargus公司在螺紋銑削刀具的產(chǎn)品稱(chēng)MiTM超高速螺紋銑削系統(tǒng)。其中M表多槽（Multi-flute）i表可換Q刀片 （Indexable）TM表銑削（Thread Mill）。此系統(tǒng)包括①適合于小孔螺紋加工的MiTM24（M）類(lèi)。②適合于標(biāo)準(zhǔn)應(yīng) 用的MiTM25（S）類(lèi)。③適合于長(zhǎng)螺紋加工的MiTM40（L）類(lèi)。④適合于大螺距加工用的MiTM41（B）類(lèi)。
簡(jiǎn)易準(zhǔn)確實(shí)用的可換刀頭刀桿
Vargus公司另一類(lèi)可換刀片的螺紋銑削刀具是專(zhuān)為深孔螺紋加工用的TMSD系統(tǒng)。它現(xiàn)包括：①適合于深小孔螺紋加工的Mini L 類(lèi)型。它使用L形刀片，每刀片可轉(zhuǎn)位用兩刀角，刀桿有鋼制威爾登式和整體硬質(zhì)合金兩類(lèi)。每個(gè)刀桿頂部可裝3刀片。它可加工自M14×0.5起，深達(dá) 65mm的螺紋。②適合于盲孔深孔加工的“A”類(lèi)型銑刀桿。其頂端裝3片偏頭單齒三角形A形刀片�？杉庸ぷ�M28×1.5起，深達(dá)144mm的螺紋。③適 合于深孔大螺距加工的“U”類(lèi)型，最大螺距達(dá)8mm，這類(lèi)刀桿有威爾登式，整體硬質(zhì)合金式，鋼制圓柱式，和套式銑刀。前兩種最小加工螺紋直徑自 M16×0.5起，深度分別達(dá)120mm和80mm。后兩種最小加工螺紋直徑分別為M24×0.5和M45×0.5深度分別達(dá)144mm和200mm。
多種型面一次加工完成
整體硬質(zhì)合金螺紋銑刀是該公司另一大類(lèi)產(chǎn)品。它主要用于小孔螺紋加工。它既包括一般直槽和螺旋槽的整體螺紋銑刀外，尚包括各類(lèi)帶螺旋冷卻油孔的，微型的和深孔加工用的整體螺紋銑刀。
帶螺旋冷卻油孔的，泠卻油有的可以從頂端噴出，有的可從徑向噴出。
有的僅能加工螺紋，有的尚可加工倒角，甚至鉆孔，切出螺紋退刀槽。圖6為其加工過(guò)程�？芍谟�(jì)算機(jī)的控制下結(jié)合刀具的特點(diǎn)，一把刀具多功能地一次完成了多種型面加工。
單齒微型整體硬質(zhì)合金螺紋銑刀有；最小可加工M1.0×0.25（No。0-80UNF）的。有可加工高硬材料（HRc62）的。也有做成并列兩刃齒，前刃齒作粗加工，后刃齒作精加工的。
（三） 可實(shí)現(xiàn)鏜孔，切槽，車(chē)螺紋工序集中的micrOscope規(guī)格類(lèi)
此規(guī)格包括小型車(chē)螺紋；鏜直孔，鏜仿形孔；切孔內(nèi)直槽，圓弧槽，端面內(nèi)槽，端面外槽，切斷等用的小刀頭。各小刀頭可方便地插裝在特殊專(zhuān)用刀桿中。用定位 銷(xiāo)準(zhǔn)確確定小刀頭刀尖高度和軸向位置。用一個(gè)大螺絲釘可將刀頭固緊。有2冷卻液孔可噴出冷卻液冷卻刀具沖走切屑。
各類(lèi)小型刀具可安裝在機(jī)床上，實(shí)現(xiàn)在一次安裝下，工序集中地完成多種表面的加工，從而大大地提高了生產(chǎn)效率。
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