采用丝锥或螺纹铣刀加工螺纹

工具展望2019No.2

采用丝锥或螺纹铣刀加工螺纹

Kip Hanson

长期以来,在机械加工领域有这样一个争议:应采用丝锥攻丝还是用螺纹铣刀来铣削螺纹?

对多数人来说,在CNC 加工中心上用丝锥攻丝是一个手首选方法㊂该方法加工效率高,易于编程,甚至可以在钻床或攻丝臂上离线加工螺纹从而让CNC 机床可更好地用于其他加工任务㊂

但其他人会认为,螺纹铣削方法精度更高,效率也几乎与攻丝差不多㊂此外,该方法还没有因丝锥在工件内部折断而导致工件报废的风险

㊂

BIG KAISER 公司的MEGA Synchro 刀柄可安全驱动丝锥,并可补偿大多数CNC 机床上常见的小同步误差㊂供图:BIG KAISER 精密工具公司

选择采用丝锥或螺纹铣刀加工螺纹取决于多种影响因素㊂

一般原则是,螺纹铣削的螺纹直

径

不

低

于

1/8″

(3.175mm);因螺纹铣削的切削

力较大会导致刀具变形,铣削螺纹的孔深通常大致在3倍直径㊂另一方面,#000-120的钟表螺纹总是采用丝锥加工,加长丝锥可加工20倍直径的孔深㊂

可用丝锥攻丝方法加工消防栓软管螺纹,能用如此大直径丝锥进行加工是一件幸运的事情㊂在用直径为1/2″(12.7mm)或更大的丝锥加工时,大多数CNC 机床已经显得有些吃力㊂

除非采用变尺寸丝锥,攻丝不能调整螺纹直径㊂这会带来机床停工时间增多和刀具库存增大㊂而采用螺纹铣削,通过简单的刀具偏置就可调整被加工的螺纹尺寸㊂此外,以往用于加工1/4″-20的螺纹铣刀也可现在用于加工9/16″-20或将来用于任何螺距为20的螺纹加工,因此可减少库存㊂

不论采用哪种工件材料和加工方法,最重要的事情是要准备好工具和正确编程,并注意以下事项:

采用同步或刚性攻丝时,应避免使用ER 或类似的弹簧夹套

刀柄㊂一些工具制造商可提供比弹簧夹套更安全的刀柄来夹持和驱动丝锥㊂这种刀柄可提供较小的轴向浮动量来补偿大多数CNC 机床上常见的主轴到Z 轴同步误差㊂与此相关的是,螺纹

铣刀应采用其他铣刀一样的夹持方法:采用可靠的铣刀柄甚至是热套刀柄㊂

一些老旧的加工中心不具备刚性攻丝能力㊂因此,必须使用拉压型刀柄㊂要确保机床主轴转速足够低(不大于500rpm),因此可在轴向行程结束前主轴能够反转㊂这样可以防止折断内部的驱动销㊂一些工具公司可提供攻丝刀柄,具有快换夹套和内部的抓持机构,这样就可以减少更换刀柄的机会㊂

使用自反转攻丝头需要在机床主轴端面安装牙嵌联轴节,并能适用于几乎所有的加工中心㊂根据其尺寸大小,这种机床附件允许采用高达数千的转速攻丝,并可避免因主轴重复反转带来的磨损㊂如果在铝合金㊁黄铜或其他软质材料上大量攻丝,采用该方法就可不再用螺纹铣削和传统的攻丝方法㊂

如果不太确定相关的编程方法,可有幸从工具制造商的网站上找到G 代码计算器来生成必须的螺纹铣削刀路㊂大多数

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工具展望

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CAM系统也可以完成此工作㊂

刚性攻丝时,需采用机床编程手

册里规定的M代码㊂确保采用

G84或类似的攻丝循环,而不要

采用G01或G81命令以避免折

断丝锥㊂

请记住这里讨论的问题同样

适用于车铣中心和多任务车床㊂

多任务车床具有C轴能力,能轻

易进行螺纹铣削㊂与许多2轴车

床一样,车铣中心和多任务车床

也能进行刚性攻丝,但要首先确

保使用正确的刀柄㊂

对于热处理后的17-4PH不

锈钢或D2工具钢等硬度超过

HRC45的硬金属材料加工,几乎

不能采用铣削方法加工螺纹㊂如

果要采用攻丝方法加工,一定要

对躲避丝锥爆裂产生的飞行碎片

有所准备㊂内螺纹磨削以及很少

采用的旋转电火花成型加工是在

硬度高于HRC45材料上加工出

良好螺纹的唯一方法㊂

(吴志刚译)

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