螺纹铣削技术基础知识:螺纹铣刀结构及几何角度

Home / 螺纹铣削技术基础知识:螺纹铣刀结构及几何角度 - 2017年11月15日 , by cncgz

1 螺纹铣刀工作原理

螺纹铣削技术基础知识:螺纹铣刀结构及几何角度

图1 螺纹铣削加工示意图

螺纹铣削是通过主轴高速旋转并做圆弧插补的方式进行螺纹加工的[8]。螺纹铣刀加工工件时,刀具轴线(机床主轴)与被加工工件轴线相互平行;在数控机床上完成对刀后,螺纹铣刀随主轴进行自转,同时绕工件轴线作公转和轴向移动,其中铣刀每公转一圈沿工件轴线移动一个螺距P;并通过铣刀的成形牙型切削工件形成螺纹。其加工轨迹示意图如图1所示。

2 螺纹铣刀的结构

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图2 螺纹铣刀结构

可转位螺纹铣刀相对于整体式螺纹铣刀,具有刀片不需重磨(生产成本低)、不同牙型标准的刀片可在同一刀杆上的互换性加工(加工效率高)等优势,因而在实际加工生产过程中应用广泛。本文以以色列瓦格斯(VARGUS)公司MiTM系列中ISO牙型标准的某一型号可转位螺纹铣刀为研究对象,对其进行了必要的结构简化设计与修改,得到如图2所示的螺纹铣刀结构。该螺纹铣刀是靠刀片本身的前角以及刀片装夹在刀杆上横向的一个偏心距离d来形成刀具的前角与后角;因此在刀具的设计过程中,可以适当地改变刀片前角以及调整偏心距离来改变最后刀具的前、后角。

螺纹铣削技术基础知识:螺纹铣刀结构及几何角度

3 刀具材料及其几何角度确定

在实际加工过程中,可用作螺纹铣刀刀片材料的有高速钢、硬质合金、金刚石等,但考虑到加工成本和效率以及相关涂层技术,通常采用硬质合金作为刀片材料,并进行TiN和TiAlN涂层等;刀杆材料常采用高强度合金钢(如42CrMo等)。本文选择YT类硬质合金作为刀片材料,其力学性能如表1所示。螺纹铣刀刀具几何角度中前角(γo)、后角(αo)等2个角度对切削加工影响最大,本文参考《机械加工工艺手册》,并结合成型铣刀刀具的结构特点,设置铣刀前角γo=0° 、3° 、6° 、9° 、11° ,后角αo=12° 。

表1 YT类刀具材料性能

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4 工件材料及切削用量的选择

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45号钢具有较高的强度和良好的切削加工性,同时经过适当的热处理后便可获得不同的塑性、韧性以及耐磨性等,因而被广泛应用于轴类零件和模具行业中,本次螺纹铣削加工研究的工件材料选择45号钢调质处理,其力学性能如表2所示[11]。通过查阅《机械加工工艺手册》,并结合ISO标准螺纹牙型的特点,设置铣削速度v=1 m/s、每齿进给量fz=0.15 mm/z、背吃刀量ap=1 mm以及铣削宽度(径向切宽)ac=0.7 mm。

表2 45号钢材料力学性能

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