利用現(xiàn)代切削刀具技術(shù)對(duì)螺紋旋風(fēng)銑工藝進(jìn)行升級(jí)后，其性能往往會(huì)顯著提高。例如，制造小公差的接骨螺釘在產(chǎn)出方面可提高幾倍。
單點(diǎn)螺紋車(chē)削是一種更簡(jiǎn)單明了的加工方法，適合于所有類型的車(chē)床，因此得到了更廣泛的應(yīng)用。在螺紋牙形、直徑、長(zhǎng)度和應(yīng)用差異很大的情況下，其高效、可靠性和良好的加工結(jié)果使螺紋車(chē)削往往成為首選的標(biāo)準(zhǔn)方法。但是，這種方法也有其局限性，因此在螺紋車(chē)削并非最佳工序的許多應(yīng)用場(chǎng)合，越來(lái)越傾向于采用螺紋旋風(fēng)銑。
加工數(shù)量日益增多的螺釘零件(如醫(yī)療行業(yè))時(shí)，如同在螺紋旋風(fēng)銑中一樣，采用多刃刀具有多方面的優(yōu)勢(shì)。旋風(fēng)銑屬于多刃切向加工，這樣一來(lái)，就要求切削刃堅(jiān)固安全，能夠承受中等的機(jī)械和熱負(fù)荷。切屑較短是另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)(在較長(zhǎng)的螺紋車(chē)削走刀中，這往往是個(gè)問(wèn)題)，因?yàn)橥菁y車(chē)削需要多次走刀相比，旋風(fēng)銑僅需一次走刀即可。通過(guò)使刀具靠近機(jī)床主軸上支撐工件的位置，就能在螺紋旋風(fēng)銑時(shí)確保長(zhǎng)工件的穩(wěn)定性�，F(xiàn)在，通過(guò)正確選擇加工參數(shù)，就可以更容易地設(shè)定螺紋旋風(fēng)銑，在加工要求苛刻的材料時(shí)極為可靠和高效，并且能獲得理想的結(jié)果。
優(yōu)化技術(shù)
醫(yī)療應(yīng)用中的螺釘設(shè)計(jì)不適宜于單點(diǎn)車(chē)削。螺紋牙形、牙底與外徑之差較大以及大螺旋角對(duì)螺紋車(chē)削而言都是令人頭疼的問(wèn)題。并且，還不可避免地涉及到材料類型(通常為鈦合金、超級(jí)合金或高級(jí)不銹鋼)、大批量生產(chǎn)以及可替代的加工方法。在所提及的制造領(lǐng)域，螺紋旋風(fēng)銑可以說(shuō)解決了螺紋車(chē)削時(shí)所遇到的許多問(wèn)題。
然而，迫于更具競(jìng)爭(zhēng)力的加工需求，目前的問(wèn)題更多地在于優(yōu)化螺紋旋風(fēng)銑。作為一種面世已有一段時(shí)日，并且在缺乏創(chuàng)見(jiàn)的制造部門(mén)內(nèi)受到束縛的加工方法，維持現(xiàn)狀往往成為常態(tài)。隨著交付時(shí)間和制造成本的要求愈發(fā)嚴(yán)格，并且新公司進(jìn)入市場(chǎng)的門(mén)檻也越來(lái)越高，要達(dá)到這些要求就意味著需要技術(shù)創(chuàng)新。
刀具材料在航空航天業(yè)所取得的發(fā)展為改進(jìn)用于螺紋旋風(fēng)銑的切削刃打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。專用的涂層硬質(zhì)合金材質(zhì)(如GC1105)已被證明非常適合于螺紋旋風(fēng)銑，不僅可獲得更長(zhǎng)和可預(yù)測(cè)的刀具壽命，而且允許應(yīng)用更高的切削參數(shù)。實(shí)踐證明，此類材質(zhì)能夠在保持高質(zhì)量水平的前提下大幅提高零件產(chǎn)出。
這種相對(duì)較新的材質(zhì)包含獨(dú)特的薄PVD/TiAlN涂層，具有極佳的刀片基體粘結(jié)性，對(duì)所需的鋒利切削刃更是如此。它專為保證切削刃刃線的高韌性而研發(fā)，能夠?qū)⒄５暮蟮睹婺p維持在合理水平(磨損均勻)，尤其是加工鈦合金、超級(jí)合金和高合金不銹鋼時(shí)，其性能更為出色。該刀片具有細(xì)晶粒基體，在高溫環(huán)境下硬度很高，由此使其具有可靠的抗切削刃塑性變形性。
涉及螺紋旋風(fēng)銑的切削刀具需要在質(zhì)量、加工能力及備份刀具方面進(jìn)行評(píng)估：
-正在使用或擬推出的旋風(fēng)銑刀具概念有多好?有多先進(jìn)?——能夠提供最佳效率和成本效益嗎?
-在功能和換刀方面，旋風(fēng)銑刀環(huán)有什么優(yōu)點(diǎn)?
-在較長(zhǎng)的刀具壽命內(nèi)，刀片的切削刃可以達(dá)到多高效的切削參數(shù)?
-能夠始終獲得怎樣的精度?
-是否可提供標(biāo)準(zhǔn)刀片?對(duì)非標(biāo)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，交付情況如何?
-螺紋旋風(fēng)銑刀具是整體解決方案的一部分嗎? —— 比如說(shuō)適合醫(yī)療行業(yè)的加工嗎?
-刀具供應(yīng)商通常在金屬切削領(lǐng)域可提供哪些業(yè)績(jī)記錄、經(jīng)驗(yàn)和專家技術(shù)支持?
螺紋旋風(fēng)銑中的切削刀具
螺紋旋風(fēng)銑中的切削刀具呈環(huán)狀，擁有多個(gè)切向安裝的刀片。原則上，內(nèi)銑刀與用于曲軸銑削的概念一樣。技術(shù)方面的問(wèn)題是刀片定位和夾緊的設(shè)計(jì)與質(zhì)量，因?yàn)檫@將影響到加工能力、安全性以及維護(hù)刀具的過(guò)程。在任何多點(diǎn)切削工藝中，為了消除刀具所產(chǎn)生的振動(dòng)趨勢(shì)，刀片位置間使用不等距至關(guān)重要，并且這也適用于螺紋旋風(fēng)銑。
在潔凈的環(huán)境下，刀片在機(jī)床之外正確地進(jìn)行轉(zhuǎn)位或換刀相當(dāng)輕松和安全，這對(duì)操作員或刀具室以及生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)高效運(yùn)行而言都非常重要。在機(jī)床中更換刀具環(huán)的速度和便利性在目前的加工環(huán)境中應(yīng)予以重點(diǎn)考慮。此外，如何便于換刀和停機(jī)時(shí)間在概念上有所差異。因此，新的刀具環(huán)技術(shù)對(duì)提升螺紋旋風(fēng)銑的性能水平具有重要影響。
螺紋旋風(fēng)銑工序的固有穩(wěn)定性為利用更硬的新型高性能刀具材料提供了更多可能性。旋風(fēng)銑時(shí)可采用更為堅(jiān)固的切削刃，這意味著能夠利用更高的耐磨性，并且良好的刃線韌性保證了切削刃的鋒利性。通過(guò)利用鈦合金和超級(jí)合金加工在其他領(lǐng)域的發(fā)展成果，就可以將螺紋旋風(fēng)銑引入到一個(gè)新的加工層面。
航空航天技術(shù)
初顯成效的解決方案是專門(mén)開(kāi)發(fā)的細(xì)晶粒硬質(zhì)合金應(yīng)用，在航空航天業(yè)中，非常適合于加工高溫合金和鈦合金。更高的切削參數(shù)、更長(zhǎng)且更加可預(yù)測(cè)的刀具壽命印證了該解決方案能夠顯著提高產(chǎn)出性能。通過(guò)對(duì)刀具環(huán)和刀片技術(shù)進(jìn)行綜合改進(jìn)，即可在精度和表面光潔度方面提供更高的一致性。
更高的可轉(zhuǎn)位刀片精度、良好的可用性及交貨快捷是其他必要的關(guān)鍵因素。在大多數(shù)加工領(lǐng)域，這都是理所當(dāng)然的事情。在某些情況下，標(biāo)準(zhǔn)刀片隨時(shí)可供將使客戶受益匪淺，不僅安全性高，而且?guī)齑嫠降汀，F(xiàn)在，客戶還能在更短的交貨時(shí)間內(nèi)獲得用于螺紋旋風(fēng)銑的專用刀片。由于目前針對(duì)此領(lǐng)域推出了最佳的硬質(zhì)合金材質(zhì)，因此專門(mén)開(kāi)發(fā)的鋒利切削刃經(jīng)過(guò)磨削后就可以用于螺紋旋風(fēng)銑。這樣一來(lái)，就能夠在更高的切削參數(shù)下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)切削。
精磨刀片成批供貨可確保最佳的精度。除了提高零件精度之外，還可通過(guò)使切削刃以絕對(duì)最小的徑向偏差固定到位而以此優(yōu)化刀具壽命——在精銑工序中業(yè)已證明是一項(xiàng)成功因素。
結(jié)論
提升螺紋旋風(fēng)銑的性能水平現(xiàn)在很大程度上就是所應(yīng)用刀具的選型問(wèn)題。盡管這種業(yè)已成熟的工藝表現(xiàn)良好，但滿足更高的競(jìng)爭(zhēng)力要求還需要新技術(shù)。已經(jīng)被驗(yàn)證的航空航天業(yè)的先進(jìn)刀具材料解決方案與螺紋旋風(fēng)銑的新刀具環(huán)的組合為旋風(fēng)銑加工帶來(lái)巨大的優(yōu)勢(shì)。
確保螺紋旋風(fēng)銑取得成功的建議
-采用順銑，刀具環(huán)和工件以同一方向旋轉(zhuǎn)
-使用同一批次磨制的刀片，可確保最佳的精度
-從背面應(yīng)用油冷方式，最小壓力為15巴，以確保拍屑
-應(yīng)用推薦的切削參數(shù)、切削速度、切屑厚度和進(jìn)給值
螺紋旋風(fēng)銑工藝的特點(diǎn)是環(huán)形多刃刀具圍繞圓柱形工件進(jìn)行旋風(fēng)銑，工件旋轉(zhuǎn)速度較低。用于此工藝的機(jī)床需要具備一定的基本工藝要求，例如主軸帶C軸。通過(guò)銑削工藝切削螺紋時(shí)，使刀具環(huán)相對(duì)于工件旋轉(zhuǎn)軸偏離中心，這樣就會(huì)導(dǎo)致刀具只能沿著其內(nèi)徑(ID)部分吃刀。刀具以相當(dāng)高的速度旋轉(zhuǎn)，從而在切削刃上產(chǎn)生合適的表面速度。刀具環(huán)和工件協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)即可獲得理想的工藝參數(shù)。
材料去除率由表面速度和刀具環(huán)的進(jìn)給率所決定。環(huán)旋轉(zhuǎn)可根據(jù)工件直徑和適合于刀片的表面速度進(jìn)行設(shè)置。像以往在金屬切削中一樣，進(jìn)給率決定切屑厚度和表面光潔度——切屑越大，循環(huán)時(shí)間就越快，而表面光潔度則更粗糙。
螺紋旋風(fēng)銑時(shí)，切削刃有利的切向路徑和工藝的高剛性是獲得理想表面光潔度的保證。切削過(guò)程中所形成的毛刺極少。刀具以徑向弧的形式進(jìn)入和退出切口，通常只需一次走刀即可完成加工。
螺紋所需的螺旋角由刀具相對(duì)于工件的傾斜度所決定。螺紋齒型由刀片形狀所決定，切削深度則是牙底與外徑的差值。配備可轉(zhuǎn)位刀片的現(xiàn)代旋風(fēng)銑刀具適合許多螺紋加工工藝。(end)
