深（shēn）螺（luó）紋孔銑削加工方法及在機測量測頭係統的應用

01

前言

掘錨一體機是綜采和高檔普采工作麵巷道掘進和錨固的機（jī）械設備。該機滿足（zú）煤（méi）礦長壁開采技術的需要，可實現巷道一次成型。可配套錨杆運輸設備（bèi）使（shǐ）用，實現切削麵（miàn）的及時支護和切削材料的連（lián）續運輸，真（zhēn）正實現挖（wā）錨同步，大大提高（gāo）勞動效率，具有整機噸位大、挖錨同步、切削硬度（dù）高、切削齒損失小、操作方便、穩定可靠等特（tè）點。

截割部作為挖錨（máo）一（yī）體機的執（zhí）行單元，其（qí）質量直接影響整機的可（kě）靠性。切割部分由切割減速器和切割臂組成，兩者通過螺紋銷緊密連接。連接（jiē）部件如（rú）圖1所示。為保證連接強度和精度，螺紋孔深度設計較深，在螺紋孔外使用銷孔（kǒng），保證連接精度。在滿（mǎn）足設（shè）計和使用要（yào）求的前提下，通過設計專用（yòng）刀具和優化工藝方（fāng）法，對此類工件進行加工。

02

工藝方案分析

挖（wā）錨一體（tǐ）機截割減速器主殼體螺紋銷接頭結構如下:8個M42、8個M45螺紋底孔深298mm，螺紋有效深度80mm，長徑比6 ~ 7，孔銷孔φ47H7、φ50H7深200mm。螺紋孔的加工方法一般有兩種，一種是用絲錐攻絲，另一種是用螺紋銑刀銑削。

(1)用（yòng）絲（sī）錐攻（gōng）螺紋由於切（qiē）削過程中涉及的切削刃較長，扭矩較大，與工件表麵的摩擦力較大，而絲錐截麵強度（dù）較小（xiǎo），容易因排屑不良、剛性不（bú）足而造（zào）成絲錐折斷或螺紋（wén）掉齒等缺陷。而（ér）且由於工件有較深的（de）螺紋孔，標準絲錐無法滿足加工要（yào）求，需要專門定製加長絲錐，缺點比較突出，開發（fā）周期長，加工難度大，有（yǒu）一定風險。

(2)使用螺紋銑刀配合機床（chuáng）中的冷卻係統進行銑削，可以獲得較（jiào）大的切削空間，保證排屑順暢；切削量可根據機床編程控製，可實現高精度、高（gāo）質量的螺紋孔加工，切削過程（chéng）穩定可靠；加工效（xiào）率遠（yuǎn）高於絲錐；銑出的（de）螺紋表（biǎo）麵質（zhì）量好；萬一破損，很容易取出，不會造成工件損壞[2]。

因此，確定了螺紋孔采（cǎi）用專（zhuān）用螺（luó）紋銑刀銑削完成的工藝方案[3]。

03

刀具設計

工件由鑄鋼製（zhì）成，熱處理硬（yìng）度（dù）為240 ~ 280 HBW。由於要加工的8個M42和8個M45螺紋內徑相近，螺（luó）距為4.5毫米，所以隻需設計一個專用的加長螺紋銑刀來加工該零（líng）件的螺紋孔。考慮到螺紋加工刀具的可靠（kào）性和（hé）通用（yòng）性，螺紋銑刀（dāo）的結構設計如圖3所示，可（kě）以滿足加工質量穩定、製造成本低、開發周期（qī）短的要求。

螺紋銑刀的特（tè）點如下。

1)為了保證切削刀具在加工時的強度要求，材料選用整體硬（yìng）質合金材料[4]。

2)為了（le）減少過程中的切削量，減少切削餘量，刀片為（wéi）單齒切削，安（ān）裝兩個刀片[5]。

3)刀體采用（yòng）階梯式結構，可以在滿足加工要求的前提下最大化強度。

4)刀體外徑φ36mm根據M42螺紋底孔φ37.5mm設計（jì）確定。為（wéi）了滿足銑削最大螺（luó）距6mm的要求，刀體前端直徑設計為29.5mm

5)前端長φ29.5mm，長100mm，使螺紋有效深度滿足設計（jì）要求。

6)中端φ39mm長200mm，有足夠（gòu）的（de）空間避開銷孔，保證螺紋銑削的（de）排屑效果。

7)尾部φ40h6長70mm，與手（shǒu）柄（bǐng）連接緊密，保證夾緊剛性。

8)采用彈簧（huáng）卡（kǎ）盤夾緊（jǐn），保證夾緊精度。

9)刀體設計有冷卻係統，保（bǎo）證螺（luó）紋銑削時排屑順暢。

銑（xǐ）刀如圖4所示。

04

工件加工

由於工件是大型殼體零件，所以工藝安排是在數控臥式鏜銑（xǐ）床加工中心上（shàng）一（yī）次完成鑽、鏜（táng）、銑，螺紋銑削（xuē）工藝如圖5所示。

具體流程如下。

(1)用麻（má）花鑽預鑽底孔，將M42和（hé）M45底孔分別鑽成φ37.2mm和φ40.2mm。

(2)分別擴大粗鏜銷（xiāo）孔，將（jiāng）φ47H7和φ50H7的銷孔粗鏜成φ46.8毫米和φ49.8毫米..

(3)精鏜底孔。用（yòng）加長鏜刀將鑽（zuàn）好（hǎo）的底孔鏜成φ37.5圖mm和φ40.5圖mm。

(4)螺紋銑削:用設計的專用螺（luó）紋銑刀銑削螺紋，用（yòng）螺紋加工程序多次銑削，適時用塞規檢測（cè）螺紋（wén）。

(5)精鏜銷孔，分別精鏜φ47H7和φ50H7 200mm深銷孔至成品尺寸。

經過試切和切削參數優化[6]，主軸（zhóu）轉（zhuǎn）速N設定為650r/min，進給（gěi）速度Vf設定為1000mm/min，切削量為0.2 ~ 0.4 mm。

經檢測（cè），螺紋和銷孔的加工均滿足設計和使用要求。處（chù）理效果如圖6所示。

05

結束語

通過對一個深螺紋（wén）孔的工藝研究，分（fèn）析了攻絲和銑（xǐ）削的（de）優缺點。確定螺紋（wén）銑削工藝方案，設計（jì）定製的加（jiā）長螺紋銑刀，安排科學合理的工藝。通（tōng）過螺紋銑削（xuē）參數的工藝（yì）試驗和優化調整，保（bǎo）證了深螺紋孔的尺寸精度，獲得了良好的表麵質量，為今後深螺紋孔的數控銑削提供了刀具設計方（fāng）案和加工（gōng）方法。