數控車削中心的機（jī）床主軸具有******分度的C軸功能（néng），利用C軸功能和刀架的X軸控製，配合動力旋轉刀具，可以進行偏離（lí）主軸軸心線的鑽孔（kǒng）、銑削（xuē）等。在（zài）加工電磁閥銜鐵（tiě）時（shí），利用該功能實現了多工序的複（fù）合加（jiā）工，提高了生產效率。
1. 提出問題
在批量加工如圖1所示的（de）電工（gōng）純鐵材料的銜鐵時，原加工工藝：數控車半精車外圓並鑽孔→銑工鑽兩處對稱孔→鉗工攻螺紋→磨工（gōng）磨（mó）外圓。由於多（duō）次定位裝夾，零件的位置精度不易保證（zhèng）。多道工序加工（gōng）周期較長，電工（gōng）純鐵較軟、易生鏽，零件的夾傷、生鏽現象時有發生。鉗工攻螺紋所（suǒ）采用的普通切削絲錐在攻深（shēn）螺紋孔時，會粘住切屑或排屑不暢，增加切削阻力（lì），絲錐易（yì）折斷（duàn）或爛牙。零件外圓尺寸公差0.012mm、表麵粗糙（cāo）度值Ra=0.4μm，較為嚴格，原加工工（gōng）藝采用磨削加工（gōng），效（xiào）率較低（dī）。
圖1 銜（xián）鐵零件圖
2. 解決問題（tí）
新的加工工藝：首先把零件外圓精加工到尺寸要求，然後鑽左端小孔，切斷。掉頭軟爪裝夾外圓，平總長，鑽螺紋底孔，鑽端麵兩處對稱孔，***後攻螺紋。
（1）外（wài）圓的精加工采用車削（xuē）的方式，在批量的加工中滿足表麵粗糙度值Ra=0.4μm。電磁純鐵（tiě）的硬度較低（dī）為100HBW，強（qiáng）度較（jiào）低，塑性、韌性較高（伸長率=38.8%，斷（duàn）麵收縮率（lǜ）=75.5%）。普通硬質合（hé）金塗層的精車刀具在加工電工純鐵材料時容易出現（xiàn）粘刀現象，切削過程中刀具磨損較為嚴（yán）重。外圓表（biǎo）麵粗糙（cāo）度達不到（dào）要求，需要經常更換精車刀片。現（xiàn）選用PVD塗層金屬陶瓷刀片，耐磨性與耐破損性更佳，可長（zhǎng）時（shí）間保證高質量的加工表（biǎo）麵。零件的尺寸要求（qiú）和表麵質量穩（wěn）定，達到了（le）圖樣要求，比磨削的效率高。
公司發展至今已擁（yōng）有一（yī）批（pī）******的進口設備 : 進（jìn）口高精密CNC加工銑床，CNC高（gāo）精密加工（gōng）車床，北京精密零件加工，進口模型批量真空（kōng）製作（zuò）機， 高亮度uv機，噴漆（qī）房，烤（kǎo）漆櫃，圖（tú）標文（wén）字絲印機，鐳雕激光機，噴砂機，打孔攻絲機、火花機、線（xiàn）切割設備等等。
（2）利用車削中心的（de）C軸定位功能和動力刀具，進行零件端麵的多處（chù）鑽孔和攻螺紋。先鑽（zuàn）三處中心孔，然後鑽兩處對稱的φ1.5mm孔和中心M4的螺紋底孔。省去了銑工鑽對稱孔的工序，減少了裝夾次數，位置精度也得以保證。
（3）切削絲錐和擠壓絲錐的加工（gōng）比較。由於切屑不易從另一端的小孔排出，首先采（cǎi）用上排屑的螺旋切削絲錐攻螺紋，轉速（sù）為（wéi）800r/min。經過試加工，M4的內螺紋太深，有（yǒu）效距離＞18mm，一次攻到底部，切（qiē）屑無法順利排出（chū），容易導致絲錐折斷。後采用分段加工的方法攻螺紋，就像在（zài）攻螺紋（wén）機上手動攻螺紋那樣，來回進退地排屑。這種方法不易導致絲錐折斷，但有（yǒu）時仍（réng）會有（yǒu）切（qiē）屑纏在絲錐（zhuī）上，出現爛牙（yá），導（dǎo）致零件報廢，並且要時常清理絲錐上的切屑。
擠壓絲錐與（yǔ）傳統切削（xuē）絲錐的不同之處是：擠壓絲錐螺紋部分沒（méi）有切（qiē）削刃，依靠絲錐的（de）螺旋槽擠壓螺（luó）紋底孔，使其產生塑性變形而產生螺（luó）紋，而不是靠傳統的切削動作。與切削絲錐相比的有利之處：擠壓（yā）絲錐的切削速度高（gāo）於切削絲錐，可（kě）以（yǐ）提升（shēng）生產效率，由於無（wú）切屑產生，刀具切削刃不會受到切屑的不利影（yǐng）響，攻螺紋時可一（yī）次攻到螺紋底部。擠壓加工螺紋的表麵粗糙（cāo）度質量（liàng）要優於切削加工螺（luó）紋，並且具有較高（gāo）的抗拉強度，抗斷（duàn）裂強（qiáng）度提高（gāo）約20%。用擠壓絲錐加工出的螺紋截麵、牙頂有溝槽存在（見圖2）。
圖 2
（4）有效采用擠（jǐ）壓攻螺紋的條件。工件材料有足夠的延展性（xìng），抗拉強度≤1 200N/mm，伸長係（xì）數＞10%，如鋁合金、銅合金、低碳鋼及不鏽鋼等。
******的預鑽孔（kǒng）直徑。兩種絲錐（zhuī）預鑽孔的區別如圖（tú）3所示，預鑽孔直徑太大，會導（dǎo）致螺紋小徑增大，螺紋的牙型（xíng）高度不完整（zhěng）；預鑽孔直徑太小，攻螺（luó）紋時會產生較大的轉矩，增大絲錐磨損、折斷的風險。擠（jǐ）壓絲錐攻螺紋具有較高的轉矩，比普通攻螺紋高30%。據經驗公（gōng）式：預鑽孔直徑d0=公稱直徑d–0.45×螺距p，如M4螺紋底孔3.7mm≈4mm–0.45×0.4mm。***終的預鑽孔直徑需要用擠壓絲錐攻螺紋以後，測量螺紋底孔直（zhí）徑來確定，以免造成螺紋小徑和牙型高度的尺寸超差。部分預鑽孔尺寸參考如附表所示。
圖 3
（5）擠壓絲錐（zhuī）的應用。在數控車床攻螺紋時通常采用主軸旋轉（zhuǎn），控製刀架上的絲錐根據螺紋導程直線進給的方法。由於刀架上的絲錐和主軸軸線不可能（néng）完全重合，總有些細微誤差，容易造成螺紋精度的超差，甚至螺紋塞規止（zhǐ）端進入。在車削中心上帶有動力的刀具，可以（yǐ）實現絲錐的旋轉運動，攻螺紋時主軸靜止，絲錐旋轉（zhuǎn）並根據（jù）導程做直線進給運動，不會因絲錐和主軸軸線（xiàn）不重合的細微誤差（chà）引起螺紋的超差。在車削（xuē）中心（xīn）上采用（yòng）剛性攻螺紋功能，剛性攻螺紋用於（yú）主軸（zhóu）上裝有脈衝編碼器的機床，其主軸旋轉運動（dòng）與攻螺紋進給運動嚴格匹配，當主軸旋轉一（yī）周時，絲錐進給一個（gè）導程，可進行高速、高精（jīng）度的螺紋加工。經過試切後，采用某品牌的帶TiN塗層機用擠壓絲錐，其（qí）適用於強度200～2 000N/mm或硬度36HRC的材料。該擠壓絲錐帶導油槽，配合使用潤滑性能好的水溶性切削（xuē）液，可以提高絲錐（zhuī）的使用壽命。擠壓絲錐線速（sù）度為20m/min，轉速為1 600r/min，比切削絲錐（zhuī）的速度提高一倍。一支絲錐無故障加工了2 000多個（gè）零件，尺寸合格（gé）。因為沒有切屑的形成，不會產生爛牙現象，並減少了人為的幹預（yù），加工效率明（míng）顯提高。
（6）電磁閥銜鐵的（de）關鍵部位（wèi）的加工程序和介紹。機床采用的FANUC 0i-TD數控（kòng）係統，使（shǐ）用C類G代（dài）碼。在加工中使用了4個軸向動力刀具，分別為φ1mm中心鑽、φ1.5mm硬質合金鑽頭、φ3.7mm HSS鑽頭和M4擠（jǐ）壓絲（sī）錐。需要注意的（de）是，由於擠壓絲錐是（shì）利用金屬（shǔ）材料的塑性成型原理擠出內螺紋，會在孔口處產生突（tū）起，如有（yǒu）需要可在攻螺紋前在孔口處做（zuò）60°或120°倒角，以消除攻螺紋後螺紋孔口（kǒu）產生的翻邊毛（máo）刺。
3. 結語
通過對電磁閥銜鐵加工方法的改進，利用車削中心複合加工及擠壓絲錐的應用，保證了產品質量，顯著提高了生產（chǎn）效率。
參考文獻：
[1] 韓鴻鸞. 數控車工（技師、高級技師）[M].北京：機械工業出版社，2008.
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