小徑螺紋加工高硬度材料要求及難點？
在航空航天產(chǎn)品零部件加工過程中，為了保證性能要求，大多選用高硬高強度材料。在加工某產(chǎn)品滑閥閥套（見圖1）時，因該產(chǎn)品要與體積小、精度高的閥芯在隨控閥裝置中實現(xiàn)精密配合與特殊使用，因此，該零件選用20Cr作為原材料，并經(jīng)過調質處理，處理后硬度為220～250HBW，再進行表面滲碳，滲碳深度為1.0～1.3mm，最后要求淬火表面硬度不小于400HV，冷處理-60℃保持2h后再進行M4盲孔螺紋孔的加工，面對高硬度材料的螺紋孔加工，傳統(tǒng)加工方法已無法滿足要求，因此，SS/碩朔使用小徑螺紋銑刀進行螺紋孔加工，能有效的解決相關加工難題。
SS螺紋銑刀的剛性好，不讓刀，切削深度可達5倍徑；
碩朔螺紋銑有很強的通用性，可加工模具鋼、不銹鋼、鈦、高溫合金等多款材料；
SS碩朔螺紋銑刀可達4-6刃，切削效率高，加工螺紋尺寸穩(wěn)定；
碩朔精密刀具螺紋銑刀采用耐磨棒材，結合4-6u不同涂層工藝，對軟料及硬料加工都有很好的加工效果；
1.高硬度材料螺紋加工現(xiàn)狀及難點
以往在機械加工中，一般直徑為M2～M8的螺紋孔用機用或手動絲錐進行機械加工或手工加工。目前，SS碩朔針對M2.2-M6的螺紋孔加工選用小徑螺紋銑刀而非絲錐；比如此款M4的盲孔小螺紋加工以前通常是采用傳統(tǒng)加工方法加工螺紋，先用預鉆出相應底孔，再用機用絲錐通過連續(xù)切削加工出內(nèi)螺紋。
螺紋加工屬于比較困難的加工工序，因為攻螺紋是在孔的內(nèi)部進行切削，絲錐處于半封閉狀態(tài)，其每齒的加工負荷都比其他刀具大，而針對此高硬度難加工材料，分別采用硬質合金涂層絲錐和高速鋼絲錐，在數(shù)控機床上加工該高硬材料M4螺紋。
在用硬質合金涂層絲錐加工時，由于絲錐材料硬度高、脆性大，導致絲錐在剛切入工件時就崩碎；而在采用高速鋼絲錐進行加工時，因其硬度較低，切入工件后切削刃急劇磨損，切削力過大導致斷裂。在若干零件試件的試切加工中均未成功，產(chǎn)品合格率為零。
而且在絲錐斷裂后還需進行電火花清除斷裂絲錐，電火花加工不當還會對螺紋的底孔側壁、口部及螺紋造成不同程度的損傷，嚴重時甚至出現(xiàn)報廢，不僅嚴重制約了生產(chǎn)進度，而且提高了加工成本。
對于高硬度鋼螺紋孔加工更是道加工難題，主要表現(xiàn)為攻絲扭矩大、切削溫度高、刀齒磨損快、易崩齒甚至折斷，并且絲錐折斷之后的處理非常困難。鋼材經(jīng)過淬火， 硬度達到HRC35 時， 螺紋加工就變得比較困難，普通的高速鋼絲錐就顯得力不從心，當硬度進一步提高到HRC40 時，就必須選擇高品質的粉末冶金高速鋼絲錐來攻絲，或者選擇成組絲錐(頭攻、二功、三攻甚至四攻) 來攻絲。而當硬度達到HRC50 以上時，攻絲就更難以適用，效率低，同時還不時會造成絲錐斷裂，導致零件返修甚至報廢；
故而碩朔精密刀具針對高速、高效的高硬材料的螺紋加工方法選用螺紋銑削方式更能保證產(chǎn)品質量，提高生產(chǎn)效率，并降低加工成本。
SS碩朔螺紋銑刀采用多刃、小前角、大后角的設計，既能保證刃口強度，又能有效的減小切削阻力，涂層前后刃口鈍化處理，避免新刀使用時容易崩刃的危險。加工高硬度鋼選用螺螺紋銑刀一方面在切削速度高時，進給可以控制較低，同時可以徑向分刀切削，這樣刀具崩牙和折斷的風險就大幅降低；另外加工出來的螺紋孔表面質量。
碩朔精密刀具小徑螺紋銑刀應用在高溫鎳基合金、淬硬模具鋼及刀柄的小螺紋孔的加工；其特點主要是螺紋刃長短，一般不超過3 牙，有些是2牙，有些是1 牙，而且經(jīng)常應用在小直徑(一般是M6 以下)螺紋加工中，微小徑螺紋銑刀刃長短，切削阻力小，所以高硬度、高難度的材料加工較理想，螺紋銑刀適合加工長徑比> 3 的螺紋孔
2.螺紋銑削工藝分析
SS用螺紋銑削的方法來加工該零件高硬材料螺紋。
螺紋銑削的特點：①螺紋銑刀各刀齒周期性地參與間斷切削。②螺紋銑刀每個刀齒在切削過程中的切削厚度是變化的。③每齒進給量αf（mm/齒），表示銑刀每轉過一個刀齒的時間內(nèi)工件的相對位移量。
螺紋銑削原理：螺紋銑削時圓周運動產(chǎn)生螺紋直徑，同時垂直方向的移動，產(chǎn)生螺距。
螺紋銑削是利用數(shù)控機床三軸聯(lián)動功能，實現(xiàn)螺旋插補銑削，銑削是使用旋轉的多刃刀具切削工件，是高效率的加工方法。工作時刀具旋轉（作主運動），工件移動（作進給運動），工件也可以固定，但此時旋轉的刀具還必須移動（同時完成主運動和進給運動）。
上述產(chǎn)品M4的盲孔螺紋加工深度為6mm，針對高硬度難加工材料攻螺紋斷裂、無法一次性直接加工完成深度要求、絲錐在完成攻螺紋后需進行轉軸停轉反轉退刀，導致生產(chǎn)時間較長的加工瓶頸，根據(jù)大直徑螺紋銑削的經(jīng)驗，決定采用螺紋銑削進行加工可以更好的解決這一難題；
小徑螺紋銑刀放大后圖片如下：
該刀具為整體硬質合金螺紋銑刀，有3個刀刃，為15°螺旋角，使用該刀具加工時只需要普通刀柄進行夾持便可直接進行銑削。在螺紋銑削時選用順銑的銑削方式，切削平穩(wěn)，表面質量較好，可減少刀具磨損。該螺紋銑削時可以通過宏程序的編制來簡化程序的長度，確保程序的正確性，縮短檢查程序的時間，并在程序中編寫不同刀補號來進行螺紋孔的多次銑削加工，實現(xiàn)螺紋的少進給、高速度加工。
3.工藝改進后的效果
因該產(chǎn)品硬度較高，在預鉆底孔時采用硬質合金涂層進行鉆削，涂層鉆頭在鉆頭表層有0.03～0.05mm的涂層，所以其切削性能很好，不易磨損，使用該刀具加工時不需要打中心孔，加工效率遠高于普通鉆頭的3倍，底孔質量及孔壁表面質量更是得到了保證。經(jīng)過現(xiàn)場試驗，在使用圖中螺紋銑刀加工時轉速高達6 300r/min ，切削速度為180m/min，高速銑削螺紋僅需要30s就可一次性完成螺紋孔加工，且一把螺紋銑刀可銑削產(chǎn)品數(shù)量高達170件左右，表1、表2是關于微型螺紋銑刀在銑削時一些切削參數(shù)（僅供參考）。
碩朔精密刀具通過對高硬度材料螺紋銑削技術的改進，圓滿解決了生產(chǎn)加工瓶頸，不僅保證了加工質量，而且提高了加工效率，同時還降低了生產(chǎn)成本。
