■中國工程物理研究院機械制造與工藝研究所(四川綿陽 621900)查體建
隨著數(shù)控機床的迅速發(fā)展,越來越多的螺紋通過數(shù)控車削而成,相比用絲錐攻螺紋,用螺紋刀車削螺紋不僅效率高,而且螺紋的質(zhì)量穩(wěn)定。但是在小直徑內(nèi)孔加工螺紋過程中,由于螺紋車刀剛性差,易變形或折斷,嚴重影響加工精度和加工效率,甚至導致工件報廢。螺紋絲錐在使用過程中由于切削米數(shù)過高而造成燒結(jié)、崩刃和磨損等問題,經(jīng)常導致報廢或精度降低。因此,筆者總結(jié)多年的加工經(jīng)驗,通過反復的切削試驗,提出將廢舊的螺紋絲錐改制成螺紋車刀,用于螺紋的車削加工。通過大量的試驗驗證,這種改制的螺紋車刀能在數(shù)控車床上方便高效地加工螺紋。
絲錐在使用過程中主要是前端牙型參與工作,后端部分只是修整螺紋,因此經(jīng)過一段時間使用后的絲錐前端的牙型磨損嚴重,齒高降低,而后端的牙型得到了很好的保護,圖1所示為一廢舊的絲錐,前端引導部分磨損非常嚴重,已無法正常使用,而后端部分仍保持了較好的牙型,通過線切割和工具磨等方法,將后端完好的牙型改制成螺紋刀尖。
首先用線切割將報廢的絲錐前端割去,留下絲錐中后部保護較好的牙型2~3牙,然后在工具磨床上磨掉相鄰的兩排齒,保證其中一個齒高完整,改制的螺紋車刀如圖2所示。
螺距是決定普通螺紋形狀的關鍵要素,螺距一定,則螺紋形狀一定。因此,選擇螺距相同的絲錐改制的螺紋刀可加工任意相同螺距的螺紋,如加工M6×1的螺紋,可選任意螺距為1的廢舊絲錐進行改制。
絲錐的齒有一定寬度,而不像傳統(tǒng)螺紋車刀只有一個刀尖點,但由于絲錐的螺旋角與相應螺紋的螺旋角相同,加工過程中,只有齒的前端切削工件,其余部分起到整形的效果,與傳統(tǒng)螺紋車刀加工效果相同。另外,為方便車刀較容易切入工件,將最前端的一個齒磨出一個刀尖點,如圖2所示。
這種新型螺紋車刀與傳統(tǒng)的螺紋車刀使用方法相同,均采用G76或G92進行編程。由于絲錐存在螺旋升角,左旋絲錐改制后螺紋車刀只能用于加工右旋外螺紋和左旋內(nèi)螺紋,而右旋絲錐改制的螺紋車刀只能用于加工左旋外螺紋和右旋內(nèi)螺紋。
另外,絲錐材料普遍為高速鋼,在加工鋁、銅等硬度不高的材料時效果較好,而加工硬度較高的材料時磨損較快。
圖1 磨損的絲錐
圖2 改制的螺紋車刀
(1)成本低,螺紋車刀價格非常昂貴,特別是進口涂層車刀,通過改制廢舊絲錐為螺紋刀,既達到了廢棄絲錐重復利用的目的,又節(jié)約了購買螺紋刀的成本。
(2)對于非標的螺紋,無法直接用絲錐攻螺紋,只能通過數(shù)控機床車螺紋或銑削螺紋,因此將絲錐改制后在車床上能方便的加工各種非標螺紋。
(3)受螺紋刀桿剛度的限制,車或銑削小于M6的內(nèi)螺紋非常困難,刀桿易變形或折斷,影響螺紋加工精度,而使用絲錐改制后的螺紋刀,由于其具有較好的剛性,在加工小螺紋中應用方便。
經(jīng)過反復的加工試驗,證實了此種改制的螺紋車刀在加工過程中實用又方便,大大節(jié)約了加工成本,同時在加工小孔徑螺紋和非標準螺紋時具有一定的優(yōu)勢。