螺纹铣削在机械加工中的应用探讨

唐汉吉+王浩宇+张敏

摘 要：随着我国工业领域的不断发展，机械加工行业中的新技术不断涌现，极大的提升了我国传统工业产业的改革与发展，并催生了一些新的行业和领域，传统的机械加工技术面临着巨大的机遇与挑战。同时随着螺纹铣刀技术的推广和应用，对于大直径螺纹的机械加工已经不在沿用传统的大规格丝锥以及车床车铣的方法，采用先进的螺纹铣削的方法可以极大的提升螺纹加工精度和加工效率，并可以满足一些螺纹孔与基准面形位公差的高标准，因而在现代工业领域中发挥着突出作用。文章基于现实的角度以油缸零件为例系统的介绍了螺纹铣削技术的优点以及应用现状，希望对我国机械加工领域的进一步发展产生一定的促进作用。

关键词：螺纹铣削；车床加工；机械加工；尺寸精度

中图分类号：TH16 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）24-0143-02

1 概述

在我国经济社会全面发展的前提下，机械加工工程作为国民经济中的支柱产业在促进国民经济发展中发挥着至关重要的作用，且为了适应机械加工产业中对加工精度、加工效率以及集约化加工提出的要求，新的机械加工技术和设备不断涌现，有效的解决了传统机械加工工艺中工序冗长、精度低、加工工作不集中等的问题，保证了良好的机械加工质量和效率，为企业创造了巨大的经济效益。螺纹铣削技术就是几代机械人在实践的基础上不断探索出来的新型螺纹加工技术，可以最大限度的实现加工质量和效率的提升，并降低了大批量生产的难度，使得我国的机械螺纹加工技术实现了一次跨越式发展。

2 零件加工工艺条件分析

本文中选择某型号的油缸零件的加工为例系统的介绍螺纹铣削加工工艺的技术优点和主要的技术流程。图1为该型号油缸的平面结构示意图，在工程实际中为了提升机械系统的整体性能并保证使用寿命进一步延长，需要保证螺纹M120×3的中心与B等高线的误差在0.05mm以内，且该油缸在安装完成后和实际使用中不能出现漏油问题，否则必须重新更换部件并重复加工铣削过程。

3 传统的螺纹加工工艺的缺点

在传统的工价螺纹加工过程中通常使用到以下两种加工技术：（1）加工中采用车床车削Φ110H7孔、M120×3螺纹，再

通过芯轴找正孔中心铣削B基准面；（2）首选精铣B面，然后粗、精镗Φ110H7孔和M120×3底孔，再在车床上找正内控车M120×3螺纹。从加工工艺精度和加工效率来讲，这两种加工工艺均存在明显的缺陷，一是螺纹孔与B面等高线之间的加工误差保持在0.05mm以内较为困难，且实际加工质量时常会收到机床、刀具以及人为因素的影响而导致加工误差远远超过设计值，从而使得加工误差限难以保证；二是在该加工过程中的待加工工件需要一个一个的寻找正芯轴和内孔才能完成所有的加工任务，加工步骤过于繁琐，工序冗长，且无法进行集约化生产和大批量加工，執行难度较大，效率也普遍较低，远远无法满足当前我国机械加工领域的发展需求，因而更不适合大批量生产。

4 螺纹铣削工艺探讨

4.1 螺纹铣刀

目前工程中常用的螺纹铣刀主要有普通机夹式螺纹铣刀、整体式螺纹铣刀、带倒角功能的整体螺纹铣刀以及螺纹钻铣刀等四种，这四种铣刀各具功能和应用范围，在实际应用中应该注意进行甄别和选择。其中普通机夹式螺纹铣刀最为普遍，应用范围也最广，它的结构和功能与一般的机夹式铣刀类似，应用领域也较为相同；整体性螺纹铣刀整体结构设计较为紧凑，技术含量较高，相应的加工精度也较高，因而比较适合加工精细、小巧的工件类型；带倒角功能的螺纹铣刀与普通的整体螺纹铣刀较为类似，其最突出的特点就是在切削刃的根部或是端部有倒角刺，可以在正常加工的同时加工出螺纹部位的倒角，因而适合特殊情景下的螺纹加工；螺纹钻铣刀比较适合加工中、小型的机械零部件，且加工效率较高，在现实中应用较为广泛。

4.2 螺纹铣削的基本工作原理

所谓的铣削就是采用旋转的多刃刀具对待加工的工件进行定向加工，是一种较为常见和高效的机械部件加工方法。在加工过程中可以是铣刀移动工件静止或是铣刀静止工件移动，以第一种情况为例，铣刀在做圆周运动（主运动）在工件上产生螺纹的同时还做垂直匀速运动（给进运动），使得工件螺纹的间距保持一致，从而保证铣削质量，防止出现螺纹分布不均的问题。铣削用的机床有卧式机床和立式机床等两种，同时还有龙门式机床，同时数控技术的研发与应用极大的提升了螺纹铣削的精度和效率，提升了企业的运行效率，并创造了巨大的经济效益。但是数控机床的研发和使用也对技术人员的综合素质提出了更高的要求，必须掌握先进的编程技术，进而提升螺纹铣削精度。

4.3 螺纹铣削的技术优势

螺纹铣削技术的应用极大的改善了传统铣削加工工艺中存在的主要技术问题，改善了施工工艺，并使得铣削质量得到了明显提升。总结来说，螺纹铣削主要有以下几个方面的优势：首先，螺纹铣削中各个铣刀周期性的参与到工件的间断切割当中，大大降低了铣刀的磨损程度，提高了铣刀的使用寿命，同时这种铣刀的周期性切削有利于提高工件的加工精度和螺纹内的平整度，有助于延长工件的机械性能；其次，每个刀尺在切削过程中的切削厚度是连续变化的，避免了一次性切削所带来的误差问题，通过这种连续不断地铣削可以帮助技术人员随时掌控铣削质量；最后，每尺的给进量是一个定值，即铣刀每转过一个刀尺的时间内工件的位移量是固定的，从而保证了相邻刀尺之间的距离误差保持在一个很小的范围内，从而使得铣削质量大大增加。同时刀具的通用性较好，一把刀具可加工与刀具相同螺距和齿形的任意直径的外螺纹及比刀体直径大的内螺纹。免去了使用大量不同类型丝锥的必要性，减少加工中刀具的使用。

5 螺纹铣削在机械加工中的应用

5.1 加工方案的预定

本文以某设备型号油缸部件加工为例系统的介绍螺纹铣削加工在工程实际中的应用和编程方法。油缸部件的平面加工图如图1所示。endprint

本工作中选用立式和卧式加工中心作为铣削的主要设备，其中立式加工中心是一种带有刀库和自动换刀功能的高度自动化的多功能螺纹加工设备，主要适用于加工板类、盘类、模具和小型壳层类等复杂工件；卧式加工中心是针对立式加工中心的工作性质和状态来命名的，是一种主轴为水平状态的加工中心，主要包含3到5个加工坐标，常见的是三个运动坐标加一个回转坐标，常用来加工箱体类工件，加工过程方便，但是价格较高。

具体的加工方案设计如下：

（1）精铣削B面。

（2）以B面为基准装夹，然后粗、精镗Φ110H7孔和M12

0×3底孔，铣M120×3螺纹。

5.2 新工艺的优点

（1）以B面为基准进行装夹，便于支撑和压紧，同时可以保证基准面的稳定可靠，有助于提升加工精度，降低误差；同时定位基准和设计基准相重合，使得刀具的位置确定更具数据参考价值，防止出现较大的定位误差。（2）整个加工过程都在一台机床设备上进行，中途不需要更换加工平台，从而基准孔和螺纹孔的加工精度更高，工艺可行性良好，可用于大批量生产。（3）刀具选用的是更加先进的符合涂层，刀具和铣床的使用寿命更加持久，同时一把刀具可以满足不同尺寸和精度的内、外螺纹加工要求，因而具备更加广泛的应用前景。

6 结束语

綜上所述，随着机械加工工艺技术的改进和发展，螺纹铣削工艺技术在机械加工中的应用范围越来越广泛，并在很大程度上解决了传统的铣削工艺的弊端，极大的提升了机械加工的精度、效率和质量，为企业创造了巨大的经济效益的同时也提升了机械设备的整体性能和使用寿命，成为当前机械加工领域中的重要应用技术之一，可以遇见的是未来螺纹铣削加工工艺将得到越来越广泛的发展和应用，同时更好的掌握螺纹铣削加工工艺和编程加工技术也显得十分必要。

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