齿轮毂螺纹加工工艺改进

齿轮毂螺纹加工工艺改进

李世武 张利好

中车株洲电力机车有限公司 湖南株洲 412000

摘要：齿轮毂上50-M24的螺纹加工工序最初安排在摇臂钻上用国产丝攻攻丝，但由于表面粗糙度和螺纹孔跟大孔之间的位置度达不到要求同时丝攻寿命有限，后来改用进口丝攻，丝攻寿命有所提升，但螺纹表面粗糙度和螺纹孔形位公差还是达不到技术要求，如何通过螺纹加工工艺改进，进而满足螺纹表面粗糙度和形位公差要求，及降低加工成本提高劳动生产效率、能以优质、高效、低耗的工艺去完成螺纹加工，是本文阐述的主题。

关键词：成本；宏程序；螺纹铣削；螺纹铣刀

前言：齿轮毂毛坯为锻件，材料规格为42CrMo4+QT,此材料强度、淬透性高、韧性好、淬火时变形小、高温时有高的蠕变强度和持久强度。

一 原工艺概况分析

设备类型：80沈阳中捷摇臂钻 工序内容：钻攻50-M24螺纹

1．表面质量、加工精度（主要是孔的形位公差）难以达到要求。

用丝锥加工时，由于较低的切削速度及困难的切屑折断的影响，要想获得很好的表面光洁度和螺纹精度相当困难。其次由于是二次装夹螺纹孔与大孔的形位公差无法满足技术要求。

2．质量不稳定。

由于加工材料硬度过高，切削力太大使丝锥经常会扭曲甚至折断在零件中。在加工长切屑材料中，一旦排屑不畅，切屑会缠绕丝锥或堵塞孔口，经常会导致丝锥崩口或断在零件中。取出断的丝锥不但费时费力而且有可能破坏零件。

3. 加工效率有限。

我们知道在大批量的螺纹加工中，由于丝锥比较低的切削速度限制以及在加工好螺纹后的反转退刀，要想提高加工效率十分困难。

二 重点问题分析以及改进的措施

1．提高表面质量及加工精度。

对于螺纹铣削来说，很高的切削速度，较小的切削力使切削面很光滑；细碎的切屑能被冷却液轻松冲出工件不会划伤已加工面。对于螺纹精度有较高要求的工件，由于螺纹铣刀是靠螺旋插补来保证精度的，所以只需要调整一下程序就能轻松获得所需高精度螺纹。这个特点在精密螺纹加工中拥有绝对优势。其次钻螺纹孔和攻丝是在一次装夹中加工到位的，所以螺纹孔的形位公差能满足工艺要求。

2．提高质量稳定性。

螺纹铣刀是逐渐切入材料，它产生的切削力较小很少会出现断刀。即使万一出现断刀，由于铣刀直径比螺纹孔小很多，可以轻松从零件中取出断裂部分而不会伤及零件。

3．提高加工效率。

我们使用螺纹铣刀(例如 VARGUS公司的MiTM)，它不但本身的铣削速度就很高，而且它的多刀槽设计增加了切削刃数从而可以轻松提高进给速度，这样就可以提高加工效率。

三 螺纹铣削工艺

1.螺纹铣刀和加工设备的选择。

在螺纹铣削加工中，三轴联动数控机床和螺纹铣削刀具是必备的两要素。

（1）加工本产品选择14mm的多刃螺纹铣刀，刀具转速N=1000V/3.14D=1000*150/3.14*14=3412r/min，铣刀齿数Z1=1，每齿进给fz=0.17,进给速度F1=fz*N=0.17*1*3412=580mm/min。加工一个孔所用时间为2.2分钟。

1)加工范围

同一把螺纹铣刀既可以铣削左旋螺纹也可以铣削右旋螺纹，同时也可以铣削内外螺纹，主要用在生产效率高的场合。

2).加工特点

多刃螺纹铣刀，加工是建立在螺旋式下刀方法基础上的加工方式。铣螺纹的原理为：螺纹铣刀每铣一周，刀具在Z轴方向上运动一个导程(单线时为一个螺距)。

2.螺纹铣削加工流程

（1）螺纹铣刀快速运行至工件安全平面。（2）螺纹铣刀运行至螺纹起始平面。建立刀补。（4）螺旋线下刀铣削，旋转每周为1个螺距。（5）取消刀补。（6）螺纹铣刀快速运行至安全平面（7）精加工螺纹，重复以上步骤。（8）螺纹铣刀快速退至工件安全平面准备加工下一个孔。

3.说明

这种螺纹铣削方法在螺纹铣削上很有特色。利用该方法加工螺纹不受铣刀螺距和螺纹规格等参数的影响，所以在数控铣床和加工中心上应用广泛。

4．螺纹铣削的注意事项

（1）合理选择刀具或刀片的大小。（2）在加工前首先确定合理的走刀次数，并计算出每次走刀的合理背吃刀量。（3）在确保一次性加工完成的情况下，刀具伸出长度不宜过长，以免造成刀具刚性不足，产生振动，甚至刀具损坏。（4）选择合理的冷却方法，降低刀具因摩擦受热而损坏的几率。（5）要避免刀具在加工过程中夹持松动。（6）在铣削螺纹之前，要将螺纹底孔加工好，一般对于小孔径采用钻头加工，而大孔径采用铣刀铣削或镗刀镗孔。

5.程序编写

6 结论（用丝攻攻丝和数控铣削螺纹几项指标对比表）

结束语

本文阐述了齿轮毂螺纹孔加工中，用数控铣削螺纹替代传统的用丝锥攻丝，解决了技术和成本难题。在有些加工中，螺纹铣削还可以帮助我们解决很多问题。例如：在大型、非圆零件的螺纹加工中，如果在车床上加工就需要复杂装夹和平衡以避免产生震动。这时可以采用在加工中心上加工，零件不动，螺纹铣刀旋转，避免平衡问题。还有比如在加工断续的螺纹时，震动冲击对刀片影响很大容易产生裂纹。使用螺纹铣刀则由于刀具是逐渐切入材料断续处的，这样就避免了大的冲击，延长了刀具寿命。

螺纹铣削是一种用途广泛的新型的先进加工技术，但是它也有它的局限性。首先，它需要使用3轴联动的数控机床 。其次，它只能加工3倍径左右深度的螺纹。再者，单个的螺纹铣刀比丝锥昂贵——尽管在批量加工中它的成本比丝锥更低。

参考文献

1.高速切削技术/刘战强主编.——山东：山东大学出版社，2006.05

2.数控铣工/加工中心操作工：技师、高级技师 /韩鸿鸾 主编. ——北京：机械工人，2006.11

2.螺纹铣刀在加工中心上的应用/王玉娣 陈小峰 主编.——北京：机械工业出版社，2009.03