数控加工中心铣削内螺纹刀具的设计.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：数控加工中心铣削内螺纹刀具的设计上海市大众工业学校高明（201800）【内容摘要】数控加工中心铣削内螺纹是一种较为新型的加工方法螺纹铣削加工与传统螺纹加工方式相比在加工精度、加工效率等方面具有极大优势。基于阀盖梯形内螺纹的尺寸和零件的材质设计了专门的螺纹铣刀用于批量生产来满足加工质量的要求。关键词梯形内螺纹螺纹铣刀工效[Abstract]Themillingofinternalthreadisanew-stylemethodofprocessinginNumericalControlMachiningCenter.Comparedwiththewayoftraditionalthreadprocessingthemillingofinternalthreadhastheadvantageoverprocessingaccuracyandefficiency.Accordingtothesizeoftheinternalthreadandthematerialofthepartwedesignedthespecialthreadmillingcuttertomeettheneedofprocessingqualityandbatchprocess.Keyword：metrictrapezoidalscrewinternalthreadthreadmillingcutterworkefficiency今年上海中洲公司求助我校试制一批美国化工厂用的阀体和阀盖两者的毛坯均为铜镍合金铸件其中阀盖需加工一处3/4—6ACME英制梯形螺纹（图1）。该梯形螺纹具有内径小螺距大牙槽深等特点。起初采用传统螺纹加工方法即用普通螺纹车刀加工内螺纹加工过程中出现撞刀、粘刀等现象工效极差且加工质量得不到保证。后改用数控加工中心配以专门设计加工的铣刀铣削此内螺纹工效提高了近10倍。螺纹铣削加工与传统螺纹加工方式相比由于加工始终产生的是短切屑(对任何材料都是如此)且铣刀留有排屑的空间因此不存在切屑处置方面的问题。在加工精度、加工效率方面具有极大优势。一、刀具材料的选择由于阀盖是铜镍合金铸件材料具有很高的韧性易粘刀且铣削加工过程断断续续刀具受到较大的冲击力切削过程伴有大量的热量产生刀具材料具要有较好的红硬性综合以上因素选择硬质合金YG8作为刀具材料。二、刀杆截面尺寸的确定硬质合金螺纹铣刀的选择通常有整体硬质合金刀具和带硬质合金转位刀片等几种前者适用加工较小的直径范围而且其生产率比后者更高根据工件加工的实际情况宜采用整体硬质合金刀具。由于该梯形内螺纹的内径小切深大铣削时刀具切削抗力大对刀具刀杆有较高的强度要求因此宜选用尽量大的圆形刀杆截面尺寸确保刀具强度（图2）。刀杆直径计算如下：刀杆直径d＝14.5－（20－14.95）－0.12×2＝9.21三、刀尖尺寸和刀具几何角度的计算为了提高刀头强度改变刀头加工方法在刀头和刀杆转角处采用圆弧连接增加刀头截面面积。（图3）。螺纹铣刀的刀尖尺寸决定了梯形螺纹的牙形。刀尖宽度小了则削弱了刀具刀尖强度；刀尖宽度大了加工后的梯形螺纹中径尺寸会偏小会偏离公差要求因此要选择合理的刀尖宽度。根据梯形内螺纹的公差要求刀尖宽度尺寸计算如下（图4）：刀尖宽度X＝4.223÷2－（20－17）÷2×tan14.50×2＝1.34根据加工经验刀尖宽度X圆整为1.30。由于此梯形内螺纹的螺旋角大且工件材料的韧性高加工螺纹时宜采用较大后角的刀具使刀具刃口容易切入工件材料也减小刀具对工件材料的挤压（图5和图6）。根据计算中径上螺旋角为4.530设刀具工作后角为150则左刀刃后角为19.530右刀刃后角为10.470。四、切削用量的选择根据刀具材料和工件材料在冷却液充分的条件下选择合理的切削用量。切削速度V＝14.5×3.14×3000/1000＝137m/min进给量f＝0.04mm/r（若走刀量少于0.02mm则会加快刀具切削刃磨损若超过0.05mm则因刀具三面吃刀切削抗力大刀头强度不够。）切削深度h＝（20－14.95）÷2＝2.525mm切削时间T＝28÷4.233×20×3.14÷0.035×3000＝3.96min五、总结随着产品市场的竞争的激烈新产品和新材料层出不穷一些传统的螺纹车削和丝锥、板牙已无法满足生产的需要。在数控技术高度发达的今天采用加工中心并配以螺纹铣刀加工螺纹从根本上改变了螺纹的加工工