數控車床螺紋加工的先進技術

luowenchexuedaojuyijingcongquanmiangaishanchedaoxingnengdetucengjicailiaodengjifangmiansuoqudedegongtongjinbuzhonghuoyi。ciwai，zailuowenchexuedaopianfangmian
，renmenjinxinglegenghaodejiegousheji，shixianlegengjiadeqiexiekongzhi。jinguanfashenglezhexiebianhua，zhizaogongchengshimenqingxianghuahenshaodeshijianlaiyouhualuowenjiagongcaozuo
，jiangluowenjiagongguochengkanchengshiyizhongwufabu斷取得進步的“黑匣子”。 部分輪廓刀片可以通過穿透不同深度而加工出一係列螺紋
，刀片可以加工的節距精細度是由小端部半徑的尺寸決定的（沒有在該示意圖中表示），刀片可以加工的節距有多粗是由該半徑的強度決定的。 事實上，通過工程設計方式可以提高螺紋加工過程的效率。第一步應該是理解螺紋加工中一些基本的主題。 為什麼螺紋車削要求如此之高 螺紋車削的要求要高於普通車削操作。切削力一般較高
，螺紋刀片的切削端部半徑較小，比較薄弱。 在螺紋加工中，進給速度必須與螺紋的節距精確對應。對於節距為8螺紋/英寸（tpi）的情況

，刀具必須以8轉/英寸或者0.125英寸/轉的進給速度前進。與普通車削應用（其中典型的進給速度大約為0.012ipr）相比
，螺紋車削的進給速度要高出10倍。螺紋加工刀片刀尖處的作用力可能要高 100～1,000倍。 多齒刀片
，在一個係列中帶有多個齒
，螺紋加工效率可能會提高
，但切削力較高。 承受這種作用力的端部半徑一般為0.015英寸，而常規車削刀片的半徑為0.032英寸。對於螺紋加工刀片，該半徑受許可的螺紋形狀根部半徑（其大小由相關螺紋標準規定）的嚴格限製。它還受所需要的切削動作限製
，因為材料無法經受普通車削中的剪切過程
，否則會發生螺紋變形。 切削力較高和作用力聚集範圍較窄導致的結果 是：螺紋加工刀片要承受比一般車刀高得多的應力。 部分與全輪廓刀片的比較 部分輪廓刀片，有時候被稱作“非加頂式”刀片，它在不給螺紋加頂或裝牙頂的情況下切削螺紋溝槽。（參見圖1）一把刀片可以產生一係列螺紋，直至最粗的節距－即每英寸螺紋數最少處為止-這是刀片端部半徑強度許可的。 zhezhongduanbubanjingshejidezugouxiao，daopiankeyijiagonggezhongjieju。duiyuxiaojieju
，duanbubanjinghuixiandechicunguoxiao。zheyiweizhedaopianbixuchuantoudeshenyixie。liru
，yongyibabufenlunkuodaopianjiagongyige8tpi的螺紋需要螺紋深度為0.108英寸
，而用完全輪廓刀片產生的相同螺紋則隻需要0.81英寸的指定深度。因此
，全輪廓刀片可以產生強度更高的螺紋。此外，全輪廓刀片加工出螺紋的操作可以少4道。 多齒刀片 多齒刀片連續地帶有係列齒，任何齒在螺紋溝槽中切削的深度都要比它前麵的一個齒更深。（參見圖2）借助這些刀片，加工一個螺紋所需要的操作道數可以減少80%。刀具壽命要遠遠長於單頂尖刀片，因為最終的齒隻加工某個給定螺紋一半或三分之一的 金屬。 但是，由於它們存在較高的切削力，因此不提倡將這些刀片用於薄壁零件的加工-因為可能會產生顫振。此外
，用這些刀片加工工件的結構必須具有足夠的螺紋間隙，以便所有齒退出切削。 橫切進給方法的選擇對螺紋加工效率有很大影響 齒腹橫切不產生V形切屑，而是產生類似於普通車削中的切屑。 每道進給 每mei道dao的de切qie削xue深shen度du，或huo者zhe說shuo每mei道dao進jin給gei
，在zai螺luo紋wen加jia工gong中zhong是shi非fei常chang關guan鍵jian的de。每mei個ge相xiang連lian的de操cao作zuo道dao都dou要yao齧nie合he刀dao片pian切qie削xue刃ren較jiao大da部bu分fen。如ru果guo每mei道dao進jin給gei是shi恒heng定ding的de（不推薦采用這種方式），則切削力和金屬去除率從上一道到下一道會劇烈增加。 例如
，在采用恒定的0.010英寸進給/道的速度加工一個60度螺紋形狀時，第二道去除的材料為第一道的3倍。與隨後每道操作一樣，去除的金屬量連續成指數上升。 為了避免這種切除量增加並維持比較現實的切削力，切深應該隨著各道操作而減少。 橫切進給法 至少有四種橫切進給法。（參見圖3）很少有人發現這些方法中某種方法對螺紋加工操作有效性的衝擊到底有多大。 徑向橫切進給 盡管這可能是加工螺紋最常用的方法，但確是最不提倡采用的一種方法。由於刀具是徑向進給的（與工件中心線垂直），因此金屬從螺紋齒腹兩側去除，從而產生V形xing切qie屑xie。這zhe種zhong切qie屑xie很hen難nan斷duan裂lie，因yin此ci切qie屑xie流liu動dong是shi一yi個ge問wen題ti。此ci外wai
，由you於yu刀dao片pian端duan部bu兩liang側ce要yao承cheng受shou較jiao高gao的de熱re和he壓ya力li
，因yin此ci刀dao具ju壽shou命ming通tong常chang比bi其qi他ta橫heng切qie進jin給gei法fa中zhong要yao短duan。 齒腹橫切進給 在這種方法中，橫切方向與螺紋齒腹之一平行，這一般意味著刀具沿30度直線進給。切屑與普通車削中產生的類似。（參見圖4。）與yu徑jing向xiang橫heng切qie相xiang比bi，這zhe種zhong方fang法fa中zhong產chan生sheng的de切qie屑xie比bi較jiao容rong易yi成cheng形xing，並bing且qie易yi於yu從cong切qie削xue刃ren中zhong排pai出chu，熱re擴kuo散san性xing更geng好hao。但dan是shi，在zai這zhe種zhong橫heng切qie進jin給gei法fa中zhong，刀dao片pian後hou緣yuan會hui摩mo擦ca齒chi腹fu而er不bu會hui進jin行xing切qie削xue。這zhe樣yang會hui燒shao傷shang螺luo紋wen，導dao致zhi表biao麵mian粗cu糙cao度du很hen差cha，甚shen至zhi發fa生sheng顫chan振zhen現xian象xiang。 修改的齒腹橫切進給（推薦采用） 這種方法與齒腹橫切進給法類似，不同的是橫切角度小於螺紋角度-即小於30度。這種方法保留了齒腹橫切法的優點
，同時又避免了刀片後緣帶來的問題。291/2度的橫切角一般會產生最佳結果，但在現實操作中
，25～291/2度範圍內的橫切角都是可以接受的。 通過調節刀片螺旋角，如右邊“傾斜”的刀片，可以平衡刀片前刃和後刃下的間隙角，這樣可以產生比較均勻的磨損。 交替式齒腹橫切進給 這zhe種zhong方fang法fa沿yan兩liang個ge螺luo紋wen齒chi腹fu交jiao替ti進jin給gei，因yin此ci它ta采cai用yong刀dao片pian的de兩liang個ge齒chi腹fu來lai形xing成cheng螺luo紋wen。這zhe種zhong方fang法fa可ke以yi保bao證zheng較jiao長chang的de刀dao具ju壽shou命ming，因yin為wei使shi用yong的de是shi刀dao片pian端duan部bu兩liang側ce。但dan也ye可ke能neng導dao致zhi切qie屑xie流liu問wen題ti-這種問題可能影響表麵粗糙度和刀具壽命。這種方法通常隻用於大節距和（英製）梯形及斜四邊形螺紋等。 間隙角補償 mouxieluowenjiagongdaopianhedaojiaxitongjuyouzheyangdenengli，jitongguogaibianluoxuanjiaoeranqiexuedefangxiangjingquediqingxiedaopian。zhezhongtezhengkeyijiagongchujiaogaozhiliangdeluowen，yinweitakeyifangzhidaopianmocaluowendechifu。tahaikeyitigongjiaochangdedaojushouming，yinweiqiexuelijunyunfenbuzaiqiexuerendezhenggechangdushang。 沒有按這種方式傾斜的刀片-讓切削刃與工件中心線平行的方式-會在刀片的前刃和後刃下形成不相等的間隙角。（參見圖5）特別是對比較粗的節距，這種不等性可能會引起齒腹發生摩擦。 可調式係統允許通過刀夾頭定位（一般采用填隙片）而傾斜刀片的角度。精確調節會獲得類似的前刃和後刃角，確保刃的磨損進展均勻。 這(zhe)種(zhong)客(ke)戶(hu)定(ding)製(zhi)螺(luo)紋(wen)切(qie)削(xue)刀(dao)具(ju)被(bei)用(yong)來(lai)在(zai)一(yi)台(tai)六(liu)主(zhu)軸(zhou)車(che)床(chuang)上(shang)加(jia)工(gong)兩(liang)個(ge)獨(du)立(li)的(de)螺(luo)紋(wen)
，以(yi)前(qian)螺(luo)紋(wen)是(shi)一(yi)次(ci)加(jia)工(gong)一(yi)個(ge)。這(zhe)裏(li)使(shi)用(yong)的(de)刀(dao)片(pian)實(shi)際(ji)上(shang)原(yuan)來(lai)是(shi)設(she)想(xiang)用(yong)於(yu)螺(luo)紋(wen)銑(xi)刀(dao)的(de)，但(dan)卻(que)在(zai)這(zhe)裏(li)用(yong)作(zuo)車(che)削(xue)刀(dao)片(pian)。 微型化和專用化 現在市麵上已經推出對直徑大約為0.3英寸的孔進行內螺紋車削加工的轉位刀片式刀具。 tongguochexuefangshijiangzheyangdexiaokongjiagongchuluowenjuyouhenduoyoudian。suojiagongdeluowenzhiliangtongchangbijiaogao，daopianjiegouyunxuqiexieliuchukongerhenshaosunshangluowen，qiekeyiduidaopianjinxingfendu，yincidaojuchengbenjiaodi。 用yong於yu這zhe些xie應ying用yong場chang合he的de硬ying質zhi合he金jin的de等deng級ji一yi般ban是shi允yun許xu以yi較jiao低di的de表biao麵mian速su度du進jin行xing加jia工gong的de那na種zhong。對dui於yu在zai小xiao孔kong中zhong進jin行xing內nei螺luo紋wen加jia工gong，機ji床chuang方fang麵mian所suo存cun在zai的de限xian製zhi一yi般ban是shi低di表biao麵mian速su度du以yi外wai的de其qi他ta問wen題ti。 人(ren)們(men)取(qu)得(de)的(de)技(ji)術(shu)進(jin)步(bu)已(yi)經(jing)擴(kuo)大(da)了(le)螺(luo)紋(wen)車(che)刀(dao)的(de)應(ying)用(yong)範(fan)圍(wei)
，而(er)進(jin)入(ru)到(dao)小(xiao)孔(kong)內(nei)螺(luo)紋(wen)車(che)削(xue)加(jia)工(gong)就(jiu)是(shi)其(qi)中(zhong)一(yi)個(ge)實(shi)例(li)。但(dan)是(shi)，盡(jin)管(guan)擴(kuo)大(da)了(le)標(biao)準(zhun)刀(dao)具(ju)的(de)應(ying)用(yong)範(fan)圍(wei)，製(zhi)造(zao)廠(chang)家(jia)仍(reng)然(ran)要(yao)遇(yu)到(dao)特(te)定(ding)的(de)問(wen)題(ti)，這(zhe)就(jiu)為(wei)定(ding)製(zhi)刀(dao)具(ju)的(de)存(cun)在(zai)創(chuang)造(zao)了(le)空(kong)間(jian)。（參見圖6）與刀具供應商合作開發的特殊刀具是在針對特定作業而搜索正確螺紋加工刀具時不可忽略的一種選項。