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螺纹铣刀的应用

一、螺纹铣削的优点

1、高效率。目前螺纹铣刀的制造材料为硬质合金，加工线速度可达80～200m/min，但螺纹车削的加工线速度只能达到60～120m/min，而高速钢丝锥的加工线速度仅为10～30m/min，故螺纹铣刀适合高速切削，使生产效率最低提高2～8倍。现在螺纹铣刀已发展到钻孔、倒角、锪面、铣螺纹多工序集于一体；攻丝的另一个缺点与其设计的局限性相关，在攻丝结束时丝锥必须反转，因为它必须被“旋出”螺纹孔，但是螺纹铣刀只要离开切削部分就能快速退刀，这使得螺纹铣削的效率成倍的提高。

2、高寿命。螺纹铣刀属于断续切削，这样会降低刀具的磨损；螺纹铣削高速旋转，并且断屑切削，在加工过程中不易形成粘屑的现象；对于不稳定切削，螺纹铣刀因其切削原理本身就是断续铣削，所以完全能适应这种不稳定切削条件的加工。还有就是一片螺纹铣刀片有两面切削刃，同一片螺纹铣刀片的一面切削刃磨损后还可以翻面使用另一面的切削刃；而整体硬质合金螺纹铣刀将后刀面设计成阿基米德螺旋面，当刀具磨损后还可以重复修磨再次使用。因此螺纹铣刀的寿命是丝攻的十多倍甚至数十倍，可减少换刀和调机的时间。

3、高精度。螺纹铣削以刀补实现精度，客户随意选择自己需要的螺纹精度。

4、高光洁度。因螺纹铣削是通过刀具高速旋转、主轴插补的方式加工完成。其切削方式是铣削，切削速度高，加工出来的螺纹漂亮；而丝锥切削速度低，并且切屑长，容易损坏内孔表面。

5、高经济性。对于相同螺距、不同直径的螺纹孔，采用丝锥加工需要多把刀具才能完成，但如采用螺纹铣刀加工，一把螺纹铣刀可以加工直径不同、牙型相同的螺纹。如M15×1、M18×1、M20×1三种螺纹，用一把螺纹铣刀通过改变插补半径来加工，可减少刀具数量，节省换刀时间，提高加工效率，方便刀具管理。在丝锥磨损、加工螺纹尺寸小于公差后则无法继续使用，只能报废；而当螺纹铣刀磨损、加工螺纹孔尺寸小于公差时，可通过数控系统进行必要的刀具半径补偿调整后，就可继续加工出尺寸合格的螺纹。同样，为了获得高精度的螺纹孔，采用螺纹铣刀调整刀具半径的方法，比生产高精度丝锥要容易得多。丝锥仅能加工该丝锥本身所确定的左旋或右旋螺纹，但是对于螺纹铣刀而言,只要简单地改变CNC编程就能加工出左旋或右旋螺纹。同一把螺纹铣刀杆可更换公制、美制、英制等螺纹铣刀片，经济性固然更好。

6、更能加工高硬度材料的工件螺纹。高硬度材料和高温合金材料，如钛合金、镍基合金的螺纹加工一直是一个比较困难的问题，主要是因为其它方式加工这些材料的螺纹工件时，刀具寿命较短，但如果采用硬质合金螺纹铣刀对硬材料螺纹加工则是效果比较理想的解决方案．可加工硬度为HRC58～62。对高温合金材料的螺纹加工，螺纹铣刀同样显示出非常优异的加工性能和超乎预期的长寿命。

7、不怕刀具折断。对于小直径螺纹加工，特别是高硬度材料和高温材料的螺纹加工中，丝锥有时会折断，堵塞螺纹孔，甚至使零件报废；采用螺纹铣刀，由于刀具直径比加工的孔小，即使折断也不会堵塞螺纹孔，不会导致零件报废。

8、不受螺纹结构的限制。对于不允许有过渡扣或退刀槽结构的螺纹，采用传统的车削方法或丝锥、板牙根本无法加工，但采用数控铣削却十分容易实现。当加工盲孔螺纹时，丝锥只能达到一定的深度，丝锥头部的“锥点”将到达最低点，对于这部分孔深只能加工出不完整的螺纹；如果采用螺纹刀片车削螺纹的话，同样需要一定长度的退刀槽，但是具有平底部的螺纹铣刀没有这样的问题，它能加工出更深的完整螺纹，更接近相同盲孔的底部。

9、更加良好的排屑。有时对某种材料攻丝所产生的连续长切屑会被缠在孔内并折断刀具，并且丝锥直径和被加工孔一样大，因此排屑困难；而车削螺纹时切屑极易缠住车刀，会让刀片崩刃并使工件报废。相对于这两点而言，螺纹铣削就不存在问题，像任何铣削加工那样，螺纹铣削生成短而碎的切屑，另外加工刀具直径比加工螺纹孔小，所以排屑通畅，切屑的处理正是为什么工厂选择螺纹铣削的常见原因。

10、能加工有特殊要求的密封螺纹。螺纹铣削可以避免丝锥反转形成的回转线(在密封要求高的情况下是不允许的)。因为加工原理不同，螺纹铣刀根本不存在回转线，而丝锥无法避免。

二、螺纹铣削经典加工案例分享

1、对于小直径螺纹加工应用。某航空企业需要在一个铝件上加工50个M1.6×0.35螺纹盲孔，客户遇到的问题是：由于是盲孔，排屑困难，采用丝锥加工时容易折断；由于攻丝为最后一道工序，如零件报废，则在该零件上花费的大量加工时间将全部损失。最后，客户选用加工M1.6×0.35螺纹的螺纹铣刀，线速度Vc=25m/min，转速S=4900r/min（机床极限），每转进给量fz=0.05mm/r。实际加工时间为4秒/螺纹，用一把刀具即完成了全部50件工件。

2、某刀体生产企业，由于刀体硬度一般为HRC44，对于压紧刀片的小直径螺纹孔，采用高速钢丝锥加工比较困难，刀具寿命较短，容易折断，对于M4×0.7的螺纹加工，客户选用整体硬质合金螺纹铣刀，Vc=60m/min，Fz=0.03mm/r，加工时间11秒/螺纹，刀具寿命达832个螺纹，螺纹光洁度非常好。

3、对于中等直径尺寸螺纹加工。某企业要加工的铝制零件上，有M12×0.5、M6×0.5、M7×0.5三个不同尺寸、相同螺距的螺纹孔，以前需要使用三种丝锥才能完成加工。现改用螺纹铣刀，切削条件：Vc=100m/min，S=8000r/min，fz=0.04mm/r，加工一个螺纹的时间分别为4秒、3秒、3秒，一把刀具可加工9000个螺纹，完成整批零件加工后，刀具还未损坏。

4、在大型发电、冶金设备加工行业、泵、阀加工行业，螺纹铣刀解决了大直径螺纹的加工问题，成为高效率、低成本的理想加工刀具。如某阀类零件加工企业，需要加工2"×11BSP-30螺纹，材料为铸钢，并希望提高加工效率。通过选用多排屑槽、多刀片机夹式螺纹铣刀，采用Vc=80m/min、S=850r/min、fz＝0.07mm/r的切削参数，实现了加工时间2min/螺纹，刀片寿命620件，有效地提高了大直径螺纹的加工效率。

三、目前螺纹铣刀主要运用于哪些方面

1、箱体类零件。例如，汽车发动机箱体、摩托车发动机箱体、汽车发动机箱盖、摩托车发动机箱盖等，这些非旋转体类或非对称型零件因零件形状不对称，用螺纹车削的方法首先遇到的困难是无法装夹，加工的精度也无法保证。

2、模具制造。模具为精密机械，生产成本高。正因此，大型模具中的螺纹为了保证精确的孔心距和丰满的螺纹牙形，用螺纹铣刀加工保证工件的质量。

3、复杂大型零件的螺纹加工。如发电机缸体、大型模具、大型发动机、机床、风电行业中所要加工的大螺距、大直径、深螺纹，如27×3、M27×3、M30×3.5、M33×3.5、M36×4、M42×4.5、M45×4.5、M45×5、M50、M60、M80、M100、M120等螺纹工件很大，在车床上装不方便；如果在车床上面车削螺纹的话，则需要车床主轴具备非常大的功率，并且在车削螺纹时效率也非常低。

4、高硬度材料的加工(硬度>50HRC)，适于采用螺纹铣削，因为铣削是断屑切削，局部接触刀具受力小，刀片都是硬质合金加涂层，所以磨损小、寿命长；而一般的高速钢丝锥根本无法加工，如采用整体硬质合金丝锥其价格也不菲，与螺纹铣刀价格差不多。据我们现有加工经验，螺纹铣削加工效率、经济性绝对高于丝锥。

5、希望钻孔及加工螺纹一次完成的大量流水线生产时。多功能螺纹铣刀可集钻孔、倒角、锪面、铣螺纹多工序于一体。

6、机床动力不足时，可采用螺纹铣削加工螺纹。

7、有排屑问题时。螺纹铣削生成短而碎的切屑，另外加工刀具直径比加工螺纹孔小，所以排屑通畅。

8、螺纹加工精度和表面质量要求高时。因螺纹铣削线速度高，排屑好，螺纹精度及光洁度高，更适于采用螺纹铣削。

9、薄壁类零件的加工，适于采用螺纹铣削，螺纹铣刀加工受力小，因此变形小。另外，底孔可以做成平底，螺纹可以接近底部，因此所需空间小。

10、希望减少刀具费用时。在大多数情况下，螺纹铣削的经济性相比其它螺纹加工更好。

四、选择螺纹铣削需要注意的问题

1、由于螺纹铣削是通过主轴高速旋转并螺旋插补来实现，所以如果想享受新技术的乐趣，必须配备加工中心(至少三轴联动)，如果设备落后，没有加工中心，则不适合使用螺纹铣削。

2、尽量选择被加工螺纹的有效长度不超过3倍螺纹铣刀刃径的长度，否则在铣削螺纹时容易产生刀具振动、螺纹会产生锥度、并且刀具容易折断。

3、较理想的螺纹铣刀切削直径为被加工螺纹大径的2/3—3/4。加工粗牙螺纹的螺纹铣刀直径≤2/3螺纹大径；加工细牙螺纹的螺纹铣刀直径≤3/4螺纹大径。

4、被加工材料超过HRC40的话，就需要选用加工高硬度材料的螺纹铣刀。

5、高硬度材料、难加工材料、深孔螺纹或者要求高光洁度的螺纹使用内冷却螺纹铣刀杆。

五、怎样选用一款合适的螺纹铣刀

（一）首先确定自己需要加工的螺纹要求：

1、螺纹规格

2、螺纹长度

3、外螺纹/内螺纹

4、被加工材料，包括材料硬度

5、螺纹光洁度要求

6、工件数量

（二）明确了这些要求后，一般遵循以下原则选用螺纹铣刀：

1、内螺纹还是外螺纹。螺纹铣刀有些规格内外是不能通用的，比如M和UN。

2、螺纹长度。尽量选择螺纹铣刀的切削刃长度大于等于被加工螺纹的有效长度；被加工螺纹的有效长度不超过3倍螺纹铣刀刃径的长度。

3、螺纹大小。一般来讲M12以下选用整体硬质合金螺纹铣刀，超过这个规格选择可转位螺纹铣刀；较理想的螺纹铣刀切削直径为被加工螺纹大径的2/3—3/4。加工粗牙螺纹的螺纹铣刀直径≤2/3螺纹大径；加工细牙螺纹的螺纹铣刀直径≤3/4螺纹大径。

4、被加工材料超过HRC40的话，就需要选用加工高硬度材料的螺纹铣刀。

5、工件批量大小。打样比较多，散单较多，螺纹规格较杂，这样的情况应选用单齿泛用型的螺纹铣刀，这种螺纹铣刀的螺距是通过CNC程序中的螺旋插补实现的；工件批量大的选用机夹式可转位螺纹铣刀，工件数量一般的选用整体硬质合金螺纹铣刀。

6、选择内冷却螺纹铣刀还是外冷却螺纹铣刀。高硬度材料、难加工材料、深孔螺纹或者要求高光洁度的螺纹推荐使用内冷却。

六、结语

  螺纹铣刀作为一种近年来快速发展的先进刀具，正越来越广泛地被企业所接受，并表现出卓越的加工性能，成为企业降低螺纹加工成本、提高效率、解决螺纹加工难题的有力武器。戴梦迪的工程师或销售团队在为全球各地的客户提供解决方案和技术支持，可根据客户要求提供非标解决方案。