铣螺纹和攻丝
攻丝不是在一个孔中加工螺纹的唯一方法,这是众所周知的。大多数车间也都知道,铣螺纹至少也有一些优点。例如,一把螺纹铣刀可以加工一定范围的孔径,而不是只能加工一个尺寸的螺纹。螺纹铣刀可以加工接近盲孔的底部,并且很容易加工大孔径的螺纹。螺纹铣刀留有排屑的空间。不像丝锥,螺纹铣刀可以用一把刀进行各种孔加工工序。简言之,螺纹铣刀有很多用途。然而,大多数车间仍然用丝锥加工大多数的孔。这有很充足的理由。
攻丝更简单。从许多方面而言,攻丝没有什么要求。攻丝可以用通常的速度,在很多种机床上进行,而不用螺纹插补的刀具行程。
马萨诸塞州Northborough的丝锥和螺纹铣刀供货商Emuge的技术经理Alan Shepherd认为不可低估丝锥的作用。
“如果你加工软钢,比如有20个零件,每个零件有10个螺纹孔,那么可以用攻丝”,他说。“但是,如果你有150个那样的零件,或者你加工一种特殊金属,那么可能你要考虑铣螺纹。”也就是说,假如机床有这种能力的话,他补充说。
Shepherd 先生用他的经验,提供以下指引。基于他的推荐,当你考虑采用哪种方法来加工螺纹最适宜时,要根据不同的实际情况而定。
机床
攻丝几乎能在任何加工中心或铣床上进行。相比之下,铣螺纹最低限度要用能编程螺纹插补的CNC加工中心。
攻丝也能在车床上进行,用刀具旋转。在车床上不能铣螺纹,因为需要螺旋运动。
材料
攻丝几乎可以用于硬度最高达50RC的任何材料。螺纹铣可用于硬度最高达60RC的材料。当遇到特殊金属时,铣螺纹有时可以很方便地加工螺纹,而用其他方法却很难加工。
速度
攻丝以相当低的速度进行,而铣螺纹通常需要较高的切削速度和进给率。螺旋刀具路径长,因而需要高进给率,以便在高效循环时间内产生螺纹。
中径
一把丝锥的中径是固定的,但一把螺纹铣刀的中径更灵活。螺纹铣刀产生的螺纹中径决定于CNC刀具路径,这意味着中径是可以变化的。
例如,同样直径的两个孔,可以加工成不同中径的螺纹。同一把刀具可以生产1/4-20 UNC或1/4-20 STI螺纹。
螺纹铣也可以用一把刀,在一定范围的孔径中,加工出同样的中径。例如,可以生产1/2-14和3/4-14的螺纹而不用换刀。
多功能性
丝锥只能用来攻丝。相比之下,一把螺纹铣刀可以设计用来完成各种孔加工工序。一把刀具可以钻孔、孔倒角、加工螺纹和清根(即切削螺纹底部未完成的部分。)
旋向
一把丝锥只能生产一种旋向(左旋或右旋)的螺纹,这是在丝锥上巳经磨好的。但是,CNC编程的简单改变,就能使螺旋铣刀生产出左旋或右旋的螺纹。
攻丝是一种被证实的、高生产率的、常用的在孔中加工螺纹的方法。但螺纹铣刀(下图)更万能,螺纹铣刀也能解决有关排屑、动力和盲孔等有关问题。
攻丝的另一个缺点是关于它的设计限制。在攻丝的末尾,丝锥必须反向,因为它必须反向,从孔中退出来。但是,螺纹铣刀可以快速退刀。
深度
第一部分
当遇到盲孔时,丝锥只能到此为止。丝锥的锥度“点”将会在底部“退刀”,在孔的其余深度留下未完成的螺纹。
螺纹铣刀有平的底部,不存在这个问题。它能向下更深,加工出完整的螺纹,更接近同样盲孔的底。
第二部分
相比之下,当螺纹特别深时,用丝锥可能更好。一把长的丝锥能高效地加工螺纹,在孔中可以向下走很长的距离。螺纹铣刀就不行。在铣螺纹时,切削力不平衡,刀具倾向于偏斜。超过一定的深度,偏斜太大,不能很好加工出螺纹。通常,螺纹铣刀限制螺纹深度大约为刀具直径的2.5倍。
切屑
当在某些材料上攻丝时,有时产生长的、连续的切屑,这可能是一个问题。这样的切屑可能把孔堵死,并把丝锥折断。螺纹铣就没有这个问题。像任何铣削加工一样,螺纹铣产生短的、折断的切屑。切屑管理方便是车间选择螺纹铣的主要原因。
动力
丝锥在相当低的主轴速度下运转。因此,丝锥可能不能利用到机床主轴马达的全功率或额定功率。一台小的加工中心,遇到需要在一个特别大的孔中攻丝,可能动力不够。对于小的机床,用螺纹铣可以在大直径孔中,成功地加工螺纹。
深孔铣螺纹
Emuge的“Threads-All”是螺纹铣的一个例子,它能克服通常铣螺纹时存在的深度限制问题。螺纹铣刀典型地与材料多点接触,意味着切削力会相当大。对于螺纹铣刀,这力是不能平衡的。不像丝锥,这力分布在圆周上。另外,螺纹铣刀微小,最大直径小于被加工螺纹的内径。所有这些特点都会使螺纹铣刀倾向于偏斜。这种刀具通常限制深度为其直径的2.5倍。为了克服这限制,Threads-All的设计,用单点接触来加工(特别是用一个可更换的刀片)。使用这种单刃铣刀,因为有刚性的刀柄,所以有较高的刚性来承受下方的切削力。
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