ffice" />在許多工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中，設(shè)計人員和生產(chǎn)技術(shù)人員都面臨著這樣的任務(wù),，即如何把結(jié)構(gòu)部件和組件做成可拆分并且可以承重的連接,？實踐證明,，利用螺栓和內(nèi)螺紋進行連接是一種便捷的連接方法。fficeffice" />
現(xiàn)在,，內(nèi)螺紋的加工仍是生產(chǎn)中最為復(fù)雜的一項任務(wù),。它對工藝過程的安全性提出了更高的要求，這是因為大多數(shù)結(jié)構(gòu)部件都要經(jīng)過很長的生產(chǎn)步驟,，而螺紋加工往往是處于整個生產(chǎn)鏈的末尾,。螺紋未經(jīng)檢驗或者刀具一旦斷裂,，就會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)部件報廢或者進行昂貴的再加工，這種情況必須避免,。內(nèi)螺紋通常采用不同的材料加工而成,。在工業(yè)生產(chǎn)中，使用的材料范圍從防銹,、耐酸的軟鋼或者淬硬鋼，到短切屑鑄鐵或者鋁合金,。在個別工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)——例如航空和航天工業(yè)技術(shù)部門,，還需要使用特種合金(鈦、鎳)和復(fù)合材料,。
生產(chǎn)技術(shù)面臨著日益增長的國際競爭,，需要提高整個生產(chǎn)領(lǐng)域的生產(chǎn)率。目前,，企業(yè)不能只滿足于安全的內(nèi)螺紋加工,，同時必須采用更高的切削和進給速度進行內(nèi)螺紋加工。對于機器制造中的內(nèi)螺紋加工而言,，主要采用3種加工工藝：經(jīng)過實踐檢驗的攻絲法,、無切屑的螺紋成形替代法和先進的螺紋銑削法。如何正確選取加工方法,？需要盡可能地比較各種工藝方法的優(yōu),、缺點以及使用限制。然后,，從技術(shù)和經(jīng)濟的角度分析應(yīng)該采用或者不采用某種加工方法,。
攻絲是內(nèi)螺紋制作中廣為人知的一種方法。因為它可以借助刀具的幾何形狀確定內(nèi)螺紋的成型,，所以該方法無需專用機床,。在普通機床、生產(chǎn)線或者現(xiàn)代加工中心上都可以采用這種加工方法,。與此相反,，鉆孔或者銑削，現(xiàn)在仍廣泛使用于HSS-E或者HSS-E-PM攻絲,。如果刀具的成本比較低,，攻絲的方法能夠達到較高的生產(chǎn)率，其優(yōu)點十分明顯�,，F(xiàn)在,，攻絲的適用范圍不斷擴大、功率不斷提高,。例如盲孔螺紋加工的極限范圍現(xiàn)在已經(jīng)達到3×d的切削長度,；使用新研發(fā)的Sprint Plus絲錐可以切制高強度鋼的螺紋,。刀具采用了HSS-E-PM刀具材料，兼具突出的韌性和較高的耐腐蝕,、耐磨性能,。切削刃材料的高耐熱性、配合特殊的切削刃幾何形狀和現(xiàn)代多層硬質(zhì)合金鍍層,，還使得對長切屑軟鋼進行切內(nèi)螺紋加工,，可以滿足某些特殊的切削要求，達到更高的切削速度,，由此獲得更高的生產(chǎn)率,；對軟鋼進行切內(nèi)螺紋加工的時候，還可進行干式加工(有/無MMS),。
通孔螺紋的加工比較簡單,，這是因為在回程的時候，切屑不必被剪斷,。使用特殊設(shè)計的Sprint絲錐,，其切削速度可以高達100m/min。由于反向旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生較高的扭矩負(fù)載(剪斷切屑根),，所以在切屑較短的情況下,，VHM絲錐需要采用耐腐蝕、耐磨損的材料來制作,。VHM絲錐最適用于硬材料的加工,，甚至可以加工硬度達65HRC的淬硬鋼，是一種經(jīng)濟的加工方案,，絲錐不易折斷,，從而避免絲錐折斷在螺孔內(nèi)需電蝕除去的麻煩替代方案。
由于VHM絲錐具有較高的耐磨性,，所以在加工灰鑄鐵(GG或者GGV)和耐腐蝕性硅鋁合金的時候,，強調(diào)要使用VHM絲錐。內(nèi)部的冷卻介質(zhì)可以立刻帶走切屑,，從而使這種刀具適用于切制超過1.5×d螺紋切深的,、行程較長的盲孔螺紋。為了減少VHM絲錐折斷的可能性,，采用VHM絲錐攻絲的時候需要加固機床和工件,。
更受歡迎的攻絲替代方案是無切屑螺紋(擠壓)成形。在螺紋成形的時候,，螺紋成形刀在旋入預(yù)鉆孔的軸向和徑向中擠出材料,，從而形成特有的齒形螺紋廓型。螺紋廓型基本上隨鉆孔的內(nèi)螺紋的不同而有所區(qū)別,，并且受到其使用范圍的限制,。在食品工業(yè),、航空與航天技術(shù)或者醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域中，螺紋成形大多數(shù)是不允許的,。在螺紋成形的時候,，不產(chǎn)生切屑。在堅韌材料中較深的盲孔螺紋情況下,，與普通的攻絲螺紋相比較,，其刀具斷裂的危險較小。螺紋成形要求材料的斷裂延伸率約大于7%,，而其最大的抗拉強度約為1300N/mm2,。硅鋁合金材料螺紋成形允許其含硅量達12%。在脆性灰鑄鐵或者淬硬鋼的情況下,，螺紋成形是不可能的,。與德國Kassel大學(xué)合作新研發(fā)的IPL超級螺紋成形刀不僅采用了為成形承載特別研發(fā)的特殊切削刃材料,，而且具有其多邊形廓型的造型和螺紋部分的表面結(jié)構(gòu)設(shè)計,，因而具有特別優(yōu)異的性能。而且在停車次數(shù)和切削速度方面,，超過了常規(guī)的螺紋成形刀和攻絲,。由于其特殊的幾何形狀設(shè)計，這種超級螺紋成形刀不具有攻絲那種會使成形螺紋快速磨損的棱邊,，所以特別適用于大批量生產(chǎn),。這種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計也使VHM刀具能獲得很好的使用效果。針對內(nèi)部冷卻介質(zhì)的引入及盡量少的潤滑,，為此超級螺紋成形刀進一步開發(fā)出了位于內(nèi)部的,、具有最佳流動性的冷卻槽。冷卻潤滑液從該刀具的成形區(qū)域內(nèi)流出,。除了螺紋成形刀的幾何形狀對螺紋廓型的成形,、加工期間的轉(zhuǎn)矩和刀具的停止時間有所影響之外，其主要取決于預(yù)鉆孔的大小,。因此需要確定最佳的預(yù)鉆孔直徑,，與刀具生產(chǎn)廠商進行緊密的協(xié)作特別重要。
攻絲或者螺紋成形的替代方案中最引人關(guān)注的是螺紋銑削,。這種技術(shù)的優(yōu)點在于它在很大程度上增強了工藝過程的安全性,；而且，該刀具具有廣泛的適用性,，可以加工各種不同的材料,。在螺紋銑削的情況下，不像切削那樣,，螺紋直接與刀具相關(guān)(例如,，M6絲錐加工得到的總是M6螺紋),，而是先利用螺紋銑刀的旋轉(zhuǎn)運動，再利用機床3條軸線同時運動,。螺紋銑刀向內(nèi)進刀到芯孔中的編程螺紋深度為止,。實際的切削過程起始于向內(nèi)進刀的銑削，此時降低負(fù)載的刀具,，轉(zhuǎn)換成進入工件中的螺旋狀徑向進刀運動,。然后，在一個360度螺旋進刀過程中銑削螺紋,。此螺紋銑刀要求帶3D功能的現(xiàn)代化數(shù)控機床,，刀具可以沿著螺旋狀導(dǎo)軌運動。
VHM螺紋銑刀是一種廣泛適用的刀具,。在螺距相同的情況下,，使用一把刀具可以加工各種不同螺紋直徑或者公差范圍的螺紋。使用同一把刀具,，在長切屑或者短切屑材料中,，既可加工盲孔內(nèi)螺紋，也可加工通孔內(nèi)外螺紋,。即使是對于堅韌的長切屑材料,，也可以使用新研發(fā)的NPT螺紋銑刀，加工出使用常規(guī)螺紋加工方法難以達到的錐形內(nèi)螺紋(NPT),。新的HRC螺紋銑刀在淬硬鋼螺紋加工過程中使用安全,。與增大的切削量、負(fù)切削前角和明顯增大的芯部截面積相匹配的刀具,，也可用于硬度高達65HRC的淬硬鋼的切削,。
采用螺紋銑刀加工的過程具有較高的安全性，所以在加工大型或貴重結(jié)構(gòu)部件的時候,、在所需轉(zhuǎn)矩較小的情況下加工較大規(guī)格的螺紋(在功率較小的機床上,，也能加工較大規(guī)格的螺紋)、對于采用絲錐法加工總是出現(xiàn)問題的難切削材料,、或者對于干式螺紋加工而言,，螺紋銑削都不失為常規(guī)螺紋加工方法的經(jīng)濟有效的替代方案。
沒有一種既完美又普遍適用且經(jīng)濟實惠的內(nèi)螺紋加工方法,。更確切地說,，為用戶的利益著想，應(yīng)按照使用的情況和要求,，比較選取攻絲,、螺紋(擠壓)成形或螺紋銑削。
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