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小孔螺纹铣削在超高强度钢加工中的应用校平机堆垛机锉子激光内雕贴膜机Frc

发布时间:2023-12-07 15:53:53 阅读: 来源:毛球厂家
小孔螺纹铣削在超高强度钢加工中的应用校平机堆垛机锉子激光内雕贴膜机Frc

小孔螺纹铣削在超高强度钢加工中的应用

螺纹铣削是当今发达电子玩具国家制造业中比较流行的一种螺纹加工方法。它是采用数控机床的螺旋插补功能进行螺纹加工的一种新方法。与传统的采用螺纹车刀车削螺纹或采用丝锥、板牙手工攻丝及套扣比较主要有以下优点:①同一把螺纹铣刀可以加工螺距相同直径不同的左旋螺纹或右旋螺纹;②同一把螺纹铣刀可以通过修改刀具半径补偿值,将螺纹加工到任意公差带;③由于螺纹铣刀没有导向部分,因此无需退刀槽或过渡扣即可靠近螺纹底部加工出精确深度的螺纹;④刀具折断或破损不会影响零件质量 刀具破损的部分可以很容易地从工件中取出。

随着数控机床在国内的广泛普及,这种螺纹加工方法在国内也逐步被采纳和应用。但也仅限于大直径螺纹的加工,小直径螺纹特别是内螺纹的加工,少有采用螺纹铣削的。小孔螺纹加工一般采用丝锥攻制,但在某些超高强度钢上进行小孔螺纹加工时,采用丝锥几乎无法完成加工。因为丝锥攻制螺纹时,必须有足够的扭力,在某些超高强度钢上攻制螺纹时,丝锥是无法承受要完成螺纹加工所施加的扭力的。尤其是在材料硬度也极高的情况下,丝锥也极易磨损。一旦丝锥稍有磨损,攻制时的扭力也急剧增大,这也更加快了丝锥的磨损,如此恶性循环,最终将导致丝锥的折断。

利用螺纹铣削的诸多优点,在加工某超高强度钢压力容器法兰连接处的螺纹孔时,采用了螺纹铣削方法,取得了较好的经济效益。下面就这一过程及工艺方法作简要介绍。

1零件的特点及加工难点

零件为一大型压力容器,要在其法兰连接处端面一周加工60-M16 1.H(均布)的盲孔螺纹。材料抗拉强度1,800MPa、硬度52HRC,属极难加工材料。此类材料不仅强度高,而且硬度也极高。开始采用丝锥攻制,仅采用进口的整体硬质合金带TiAlN涂层的丝锥,才能勉强进行加工。但此种丝锥价格极其昂贵(2,500元/支),而且寿命也不高(仅为20孔/支),更主要的是加工过程中丝锥经常折断,取出困难,而且取出时,易损伤螺纹,影响产品质量。

图1

2刀具选择

刀具选择应以满足加工要求、提高刀具寿命和加工效率为原则。①刀具几何尺寸:总长70mm,直径D2= 14mm。刀具长度在考虑夹持部分和切削部分后,刀具悬伸应尽量短,刀具直径应尽量大,比螺纹底孔略小即可,以增加刀具的刚性,减小加工过程中的振动;②刀具材质:整体硬质合金带TiAlN涂层。这种刀具不仅有优良的耐磨性,而且有较高的强度,适合于加工强度、硬度均极高的材料;③刀具齿数:Z=6齿。齿数越多,进给量越大,提高加工效率。

3加工方法及参数选择

走刀方式:如图1所示,采用了螺旋进刀,即刀具在X、Y平面顺(逆)时针旋转半个圆弧,Z方向上升或下降0.5个螺距。这样以减小进刀时的振动,提高刀具寿命和螺纹表面质量,并使加工出的螺纹有半扣平滑过渡的螺纹收尾。

进给方式:径向进给分3个切深完成,并借鉴螺纹车削中的侧向进刀方式,如图2所示。以充分减小加工中的径向力,避免振动,提高刀具寿命。要注意的是,第1、2两次切深的加工中,其相对于第3次切深位置的轴向偏移量t1、t2要通过计算确定,确保其不要位于螺纹轮廓之外,而造成螺纹过切。这里取t1=0.10,t2=0.05。

冷却方式:内冷。由于是盲孔,采用内冷可充分冷却的同时,带走铁屑。

切削参数选择:切削速度Vc=81m/min,则转速N=1000 Vc/(D2 p)=1000 81/(14 3.14)=1842r/min;进给速度fz=0.075mm/Z,则铣刀切削刃处进给速度为F1=fz N Z=0.075 6 1842=828mm/min,编程时应给定铣刀中心进给速度F2=F1(D0-D2)/D0=828 ()/16=103mm/min。另外为避免切进时的振动,每次以半圆弧切进时,其进给取F2=50 mm/min。4程序编制

根据所确定的加工方法及参数,可编制程序如下,数控系统为西门子840D。该程序仅作为加工一个螺纹孔的子程序。

G90 G17

高先生表示

S1842 M3

G0 X0.000 Y0.000 Z2.000

G91

G0 Z-18.750

(第1切深加工)

Z-0.10 (轴向偏移t1)

G41 G1 X0.000 Y7.000 F828

G3 X0.000 Y-14.815 Z0.750 I0.000 J-7.408 F50

G3 X0.000 Y0.000 Z1.500 I0.000 J7.815 F103

G3 X0.000 Y14.685 Z0.750 I0.000 J7.408<绞线机/p>

G40 G1 X0.000 Y-7.000

(第2切深加工)

Z0.15 (轴向偏移t2)

G42 G1 X0.000 Y7.000 F828

G2 X0.000 Y-14.9 Z-0.750 I0.000 J-7.45 F50

G2 X0.000 Y0.000 Z-1.500 I0.000 J7.9 F10

G2 X0.000 Y14.865 Z-0.750 I0.000 J7.45

G40 G1 X0.000 Y-7.000

(第3切深加工)

另据最新估算 Z-0.05 (取消偏移)

G41 G1 X0.000云母 Y7.000 F828

G3 X0.000 Y-15.000 Z0.750 I0.000 J-7.500 F50

G3 X0.000 Y0.000 Z1适用于生产各种橡胶件.500 I0.000 J8.000 F103

G3 X0.000 Y15.000 Z0.750 I0000 J7.500

G40 G1 X0.000 Y-7.000

G0 Z15.750

G90

5结语

采用螺纹铣削加工该零件后,不仅刀具成本大大降低(每支铣刀可加工180孔,每支铣刀价格为4,500元),而且加工效率也有提高,加工耗时由丝锥加工时的605s/孔降低至30s/孔,更为关键的是避免了因丝锥折断而引起的产品质量问题。


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