内螺纹铣刀

内螺纹铣刀一:浅谈螺纹铣刀

浅谈螺纹铣刀
 
螺纹铣刀是螺纹加工工具中的一种。用螺纹铣刀加工螺纹的方法称为螺纹铣削。
 
一、螺纹铣削与传统的螺纹加工方法比较
传统的螺纹加工方法主要为采用螺纹车刀车削螺纹或采用丝锥、板牙手工攻丝及套扣。随着数控加工技术的发展，尤其是三轴联动数控加工系统的出现，使更先进的螺纹加工方式——螺纹的数控铣削得以实现。螺纹铣削加工与传统螺纹加工方式相比， 在加工精度、加工效率方面具有极大优势，且加工时不受螺纹结构和螺纹旋向的限制，如一把螺纹铣刀可加工多种不同旋向的内、外螺纹。对于不允许有过渡扣或退刀槽结构的螺纹，采用传统的车削方法或丝锥、板牙很难加工，但采用数控铣削却十分容易实现。此外，螺纹铣刀的耐用度是丝锥的十多倍甚至数十倍，而且在数控铣削螺纹过程中，对螺纹直径尺寸的调整极为方便，这是采用丝锥、板牙难以做到的。由于螺纹铣削加工的诸多优势， 目前发达国家的大批量螺纹生产已较广泛地采用了铣削工艺。
 
二、螺纹铣削的原理和优点：
原理：螺纹铣削是在三轴联动的机床（加工中心）完成的。在X、Y轴走G03/G02一圈时，Z轴同步移动一个螺距P的量。
优点：
1、加工精度、加工效率大大提高；
2、不受螺纹结构（外螺纹/内螺纹）和旋向（左旋/右旋）的限制；
3、螺纹铣刀的耐用度是普通丝锥的十多倍甚至数十倍；
4、在数控铣削螺纹过程中，对螺纹直径尺寸的调整极为方便；
5、能高精度地加工深螺纹，大螺纹，大螺距螺纹；
6、同一螺距的螺纹铣刀可加工不同直径的螺纹。
 
三、螺纹铣刀的分类
1、整体式螺纹铣刀，适用于钢、铸铁和有色金属材料的中小直径螺纹铣削，切削平稳，耐用度高。
2、机夹螺纹铣刀及刀片，其特点是刀片易于制造，价格较低，有的螺纹刀片可双面切削，但抗冲击性能较整体螺纹铣刀稍差。因此，该刀具常推荐用于加工铝合金材料。
3、焊接式螺纹铣刀，用于加工深孔或者特别工件，把螺纹铣刀刀头焊于另一工具之上的DIY式螺纹铣刀。该刀强度、挠性差，其安全系数视工件材料与螺纹铣刀制作者技术。
 
四、螺纹铣刀的生产厂家简介
1、目前，螺纹铣刀的生产技术已经相对成熟，各大国际知名工具生产商都在生产普通刀具、量具的同时兼顾螺纹铣刀的生产，如山高、山特维克、伊斯卡、肯纳金属等。国内生产厂家亦在生产技术上不断模仿和突破，但到目前为止牌子很混杂，如果要买质量好点的国产螺纹铣刀，建议还是跟着大品牌刀具生产商走。但是，质量依然与欧美品牌差距不小。
2、说起螺纹铣刀生产商，这里不得不提一家公司——德国密迈特（mimatic）精密工具股份有限公司（mimatic Zettl GmbH）。该公司座落于德国工业重镇——斯图加特，是一家技术力量雄厚、全球一体化运作的中型专业化企业，在世界机床工具领域占有独具特色的一席之地。该公司不生产普通刀具，而专注于生产螺纹铣刀30多年！所以，mimatic螺纹铣刀因其过硬的质量，被各行业的领航企业所钟爱，尤其是被业内人士称为“高硬度高韧性mimatic螺纹铣刀”和“高抗冲击性mimatic螺纹铣刀”系列产品（虽说法不一，但终究还是朴实地描述了其性能）。其在德国本土的大用户有BMW、VW、AUDI等，2008年在全国的销售量就达8000万美元。在我国，也有不少军工、核电、航空航天以及汽车制造企业成为mimatic螺纹铣刀的忠实用户。也因此，mimatic在全球几乎所有重要的国家都设有办事处或代理商，在每天的任何时候都可看到mimatic的工程师或销售团队在为全球各地的客户提供解决方案和技术支持。另一原因是mimatic非标工具生产能力雄厚，可根据客户要求提供非标解决方案。
 
五、螺纹铣刀的应用
1、模具制造  模具为精密机械，生产成本高。正因此，大型模具中的螺纹为了保证精确的孔心距和丰满的螺纹牙形，用螺纹铣刀加工保证工件的质量。
2、非旋转类或非对称型零件  因零件形状不对称，用螺纹车削的方法首先遇到的困难是装夹，加工的精度也能保证。
3大型镗孔直径和断续切削。
 
六、结束语
螺纹铣削加工技术在机械制造中应用日益广泛，推动了行业的发展。应用螺纹铣削加工需要注意到适用的工件形状、有利的加工方案和质量可靠的螺纹铣刀。只有通过综合运用螺纹铣削技术，才能够充分发挥螺纹铣削加工的优点而取得成效。 同时，也让机床性能展现得淋漓尽致，又推动了螺纹铣刀生产能力。
 
 

内螺纹铣刀二:如何进行内螺纹和外螺纹的铣削加工？

谢谢邀请回答
我们以常见的加工中心操作系统：FANU0I来讲解。现以加工M30X1.5的内螺纹与M27×3的外螺纹为例。
一、根据通用工艺的加工方法，确定加工内外螺纹的方法，并根据加工工艺准备工量具。然后编程。
二、刀具
1.内螺纹的铣削
如图所示，加工零件几何中心的M30X1.5内螺纹。
单齿螺纹铣刀的螺纹加工原理是：
刀具每固定旋转一周，在Z轴负方向上下降一个螺距。计算螺纹M30×1.5的底孔直径：公称直径-1.08P=30-1.62=28.38mm，所以螺纹底孔孔径为28.38mm的通孔。选用⌀12mm两齿立铣刀，主轴S=700r/min，刀具材料为高速钢，进给F=120mm/min，刀具伸出长度为28mm，编写程序如下：
O0005
M06T01
G54G90G40M03S1250
G00X0Y0Z100
Z5
G01Z0F40
#1=-4
N10G01Z[#1]F100
G41D01G01X14.25F120
G03I-14.25J0
G40G01X0
#1=#1-4
IF[#1GE-20]GOTO
G00Z100
Y150
M05
M30
2、底孔加工完成后，用⌀32钻倒C1.5mm的角，用⌀14mm的单刃螺纹铣刀铣削，转速S=1250r/min，F=120mm/min程序编写如下：
O0006
M06T02
G54G90G40M03S1250
G0X0Y0Z100
Z5
G01Z0F40
#1=0
N10#2=#1-1.5
G42D02G01X14,.19
G02Z[#2]I-14.19
#1=#1-1.5
IF[#1GE-21]GOTO10
G40G01X0
G00Z100
Y150
MO5
M30
3、用9齿螺纹梳刀(T03)铣削螺纹，主轴转速S=1250r/min，F=120mm/min。应用实例编程如下：
O0007
M06T03
G54G90G40M3S1250
G00X0Y0Z100
Z5
G01Z0F40
#1=-12
N10G01Z[#1]F120
G42D01X14.25
G02Z[#1-1.5]I-14.25
G40G01X0
#1=#1-13.5
IF[#1GE-22.5]GOTO10
G00Z100
Y150
M05
M30
2.外螺纹的铣削
O0008
M06T04
G54G90G40M03S1200
G00X35Y0Z100
Z5
G01Z0F50
G41G01X13.5F160
G02Z[#2]l13.5
G40G01X35
G00Z100
M05
M30
对于螺距P=3mm的外螺纹，根据背吃刀量的不同，一般选择7-8刀加工成型。

内螺纹铣刀三:大型内螺纹的铣削加工

1前言
　　传统的螺纹加工主要采用螺纹车刀车削螺纹或采用丝锥、板牙手工攻丝及套扣等方法。随着数控加工技术的发展，尤其是三轴联动数控加工技术的出现，使更先进的螺纹加工方式—螺纹的数控铣削得以实现。螺纹铣削加工主要采用数控撞、铣类机床或加工中心。对于小直径内螺纹(≤20mm)常用攻丝、套扣等方法来加工;对于材质硬度高、孔数较多的大型精密非标准内螺纹的加工，用这些传统的加工方法则比较困难。英格索尔的NC-120内螺纹旋风铣削加工方法，则很好地解决了用传统方法难以加工的大型精密内螺纹的加工问题。它可严格控制中径公差、减小或消除刀具切削时对牙型的干涉，大大提高了被加工螺纹的精度，并且加工效率高。本文主要介绍旋风铣削的加工工艺方法和编程。
　　2加工原理和加工工艺方法
　　加工原理和轨迹
　　在数控镗铣类机床上加工大型内螺纹，可采用旋风铣削，其加工原理为:高速旋转的成形铣刀，其刀尖回转圆始终与内螺纹外径处于内接状态，与此同时，刀具绕工件孔轴线作螺旋运动，此时60°成形刀把与刀尖干涉的金属切除，在工件孔壁上就切出螺纹槽。螺旋运动由数控机床的螺旋插补功能来实现。为防止加工到孔底部时，切屑与刀具的干扰阻挤和加工部位被切屑遮盖，旋风铣削均采用从孔底向外加工的走刀方向。
　　图1铣削内螺纹刀具
　　刀具和附具
　　在内螺纹的旋风铣削时是借用NC-120装置上的刀片、刀盘和刀杆，其机构如图1所示。并设计制造了一根专用接杆，前面连接NC-120刀杆和刀盘，后面的锥柄与机床主轴连接(图1)。该刀片是可转位、不重磨硬质合金刀片，其尺寸和角度精度较高，可装于铣刀盘，同时装4～6把刀片，组成多刃铣刀盘。通过刀盘尾部的定心柱和螺纹与刀杆联结，又通过刀杆尾部的短锥、键和螺钉，紧固在可装入锥孔的专用刀杆上。该刀具有同时参与切削的刀片多、精度高、耐磨性能好等优点。由于刀具直接连接主轴，在选择刀盘时，主要是考虑加工螺距的大小和螺孔的深浅，螺孔直径不是考虑的主要因素。铣螺纹用的刀具也可自行设计，但其制造精度要满足工作的要求。为保证其牙廓尺寸精度和表面粗糙度，尽可能采用多刃结构。
　　图2内螺纹牙形尺寸和刀尖
　　螺纹有关参数的计算
　　内螺纹的牙型尺寸和刀点如图2所示。螺纹标准中规定其牙型是将等腰三角形尖峰削去H/8高度，并以此处作为螺纹公称直径。图2中体现螺纹配合间隙的要求。数控铣削中，为使图2中所示的刀尖A与牙型尺寸中的点B重合，必须计算出螺孔的最大直径D1。其计算如下：
　　D1=d+2×H/8=d+H/4式中，H=0.866P，P为螺距，中径公差按其公差值的1/3考虑，则D1直径还将加大：D1=d+H/4+e/3式中，e为中径公差值。
　　3程序编制
　　以西门子8系统为例，介绍其数控程序的编制。以子程序形式编写。用R参数代替语句中的数码和数值，能适用于不同直径、不同螺距、不同深度的螺纹加工，具有一定的通用性。程序按刀具中心轨迹编写，所以不需要使用刀补功能。程序可存入机床，使用时，由主程序调用并给出切削用量、初始参数赋值，同时使刀具中心定位在已加工好的底孔上方。
　　图3内螺纹铣削工作图及参数定义
　　程序的初始赋值参数的定义和轨迹
　　图3是内螺纹旋风铣削程序轨迹及参数定义：RO1—加工螺纹公称直径；
　　R03—专用铣刀盘刀尖直径(SK)；
　　R05—加工螺纹的深度；
　　R06—螺纹中径的公差值；
　　R08—螺纹铣削走刀速度；
　　R09—螺距；
　　R11—刀具轴编号(X轴，111=1；Y轴，111=2；Z轴，R11=3)。
XY平面上内螺纹铣削程序框图
　　在XY平面上进行内螺纹铣削的程序框图如图4所示：
　　图4程序流程图
　　XY平面上内螺纹铣削程序
　　对于数控镗、铣类机床(加工中心)来说，螺纹铣削加工程序的编制主要采用G02、GO3圆弧插补指令，形成螺旋插补运动。下面是西门子8M系统使用的子程序单：N1 R1O 0.8S6 R12 4 R50 0;
　　R52 2 R53 R02 0
　　R54 0
　　N2 R30×RO9 R00 0 R30/R32;
　　N3 R01 R30 R00 0 R06/R51;
　　N4 R01 R06 R00 0 R01-R01;
　　N5 R01/R52 R00 0 R02 R01;
　　N6 R02/R52 R00 0 R54 R01 ;
　　N7 R54×R51 R00 0 R05 R54 ;
　　N8 G64 G91 G01 Z-R05 FR08 M03;刃具进入孔底
　　N9 G03 X-R01 Y0 PR2;圆弧切入至最大外径
　　N10 G03 X0 Y0 IR01 J0 ZR9;螺旋插补铣削一扣
　　N11 R50 R09;已加工长度增加一个螺距
　　N12 @02-10 R5 R50;判断R05>R50时，前跳到N10段
　　N13 G00 XR01 M05;R05≤R50时，刀具退到孔中心
　　N14 G90 G60 M17;子程序结束
　　程序是按加工右旋内螺纹设计的，也可按同样方法编写左旋内螺纹的通用参数子程序。
　　4结论
　　用旋风铣削法来加工大型精密内螺纹，能严格控制中径公差，加工精度好，效率高。由于采用了子程序技术，编程较为简便。且对于不同类型的螺纹，只需修改程序中的参数即可，程序可保存于数控系统中，加工时调出，适合于批量生产。我们在型号为XK713型数控机床上采用了旋风铣削加工M200的大型内螺纹，结果表明，用该方法加工，生产效率比用传统方法加工提高了40%，且容易控制其加工精度。

内螺纹铣刀

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