大直径螺纹铣削：实证方法与技巧

为何用螺纹铣刀加工大直径螺纹孔？

孔需要攻丝时，传统攻丝、冷成型攻丝或螺纹铣削基本都能完成。

若是大孔，即直径1英寸至1.5英寸或更大，或锥管螺纹，螺纹铣削是首选。

部分原因：

大直径攻丝应用中，丝锥总成本可能高于螺纹铣削。例如大尺寸丝锥可能花费1000美元以上。

若需特殊丝锥，成本更高。可能有大直径攻丝孔但无标准丝锥尺寸。

虽螺纹铣削初始成本较高，但能实现更高生产率，使加工更经济。

直径1英寸或以上孔，多刃螺纹铣削一次成型所有螺纹，速度最快。

攻丝与螺纹铣削

攻丝是产生内螺纹常用方法，但不一定是最佳方法。

因螺纹铣削用螺旋插补在三轴联动CNC机床上切削螺纹，刀具直径小于被加工孔径。若螺纹铣刀断裂，不卡在零件内易取出，必降低返工成本！若断丝锥需烧取，常造成大量返工甚至报废零件。

螺纹铣削不像丝锥啮合孔壁所有侧面，切削更自由。降低机床功率需求同时提高生产率。切削更自由，故可在更高切削速度下运行。

螺纹铣削另一优势：标准刀具可生产非标准螺距直径，在热处理或电镀等后续工序前达到所需螺纹尺寸。通过了解工件材料加工时反应（如收缩/膨胀特定量），切削螺纹时补偿此位移。丝锥则需特制非标准螺距直径。

螺纹铣削因在适当应用中优势明显而日益普及。因减少循环时间、增加刀具寿命，提供比攻丝更清洁、更强韧的螺纹。

这些优势在大螺纹孔铣削中更突出。例如此类应用中，排屑空间更大，冷却液能充分进入刀具/工件界面。

冷却

大多数螺纹铣削应用中冷却液极有效，因刀具与工件仅单点接触且切屑不被困住。

可转位螺纹铣刀采用内冷，整体刀具采用外部溢流冷却。

用于大直径孔的多刃螺纹铣削和深孔螺纹铣削刀具，冷却压力应达1000 psi。

硬质合金刀具加工铝螺纹可用微量润滑。

螺纹铣刀类型

大多数大直径攻丝孔可用可转位或可换刀片螺纹铣刀加工。

若客户想要灵活性，一把螺纹铣刀加工多种螺距，则可换刀片式更合适。若专用单一螺距，整体硬质合金螺纹铣刀更合适。

较小可转位/可换刀片有单刃多段或多刃单段刀片可选。

随需铣削螺纹孔直径增大，空间允许应用多刃可转位刀具。这些刀具可单螺距或多螺距。因刀具与工件接触面积小，单螺距刀具进给速度远快于多螺距刀具。但多螺距刀具行程少，因同时切削多螺纹。若零件总长12牙，单圈即可完成。单螺距刀具需绕零件12圈，但铣削更快。

使用多螺距刀具时，某阶段螺纹厚度和深度与工件表面接触过大，切削阻力可能压垮刀具和机床。

刀柄类型也是大直径螺纹孔铣削重要考量。同任何铣削操作，最小化跳动提高刀具寿命和零件质量，推荐铣刀夹头或液压刀柄。

铣刀夹头具备减震和高夹持力，适合产生大量侧向压力的螺纹铣削。螺纹铣削时，热缩刀柄会出现“冲程”现象，高振动导致刀具从刀柄松脱。

某发动机制造商欲在铸铁中铣削36mm螺纹。仅用热缩刀柄但铣削有问题。调整转速进给无效。换用铣刀夹头后问题解决。

大直径螺纹孔铣削不推荐液压刀柄，因其无足够强度和夹持力应对螺纹铣削产生的高径向力。

螺纹孔深度

大直径螺纹孔不一定深，但因常需夹具固定大重工件，螺纹铣刀可能行程长。若攻丝孔深径比过大，可能需分多次操作。

某些情况下，粗螺距螺纹铣削需一次粗加工一次精加工；深孔螺纹需分深度分多次操作。

螺纹铣削中过大侧向压力负面影响螺纹质量。补偿通常采用轻进给和多道工序。

合适螺纹铣刀选择取决于所需螺纹形状和工件材料。

加工深度达螺纹孔直径6倍可能超出螺纹铣削能力。如此长螺纹铣削可能导致加工中偏移问题，螺纹铣削可能非更好加工方法。