小徑螺紋加工高硬度材料要求及難點？
在航空航天產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。在加工某產品滑閥閥套（見圖1）時，因該產品要與體積小、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品質量，提高生產效率，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工件的相對位移量。
螺紋銑削原理：螺紋銑削時圓周運動產生螺紋直徑，同時垂直方向的移動，產生螺距。
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，導致生產時間較長的加工瓶頸，根據(jù)大直徑螺紋銑削的經驗，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，同時還降低了生產成本。
