數控車削中心的機床主軸具有******分度的C軸功能，利用C軸功能和刀架的X軸控製，配合動力旋轉刀具，可以進行偏離主軸軸心線（xiàn）的鑽孔、銑削等。在加工電磁閥銜鐵時（shí），利用該功能實現了（le）多工序（xù）的複合加工，提高了生產效率。
1. 提出（chū）問（wèn）題
在批量加工如圖1所示的電工純鐵材料的銜鐵時，原加工工藝（yì）：數控車（chē）半精車外圓並鑽孔→銑工鑽兩處對稱孔（kǒng）→鉗工攻螺紋→磨工磨外圓。由於多次定位裝夾，零件的位置精度不易保證。多道工序加工周（zhōu）期較長，電工純鐵較軟（ruǎn）、易生鏽，零件的夾傷、生（shēng）鏽現象時有發生。鉗工攻螺紋所采用的普通切削絲錐在攻深螺（luó）紋孔時，會粘住切屑或排屑不暢（chàng），增加切削阻力，絲錐易折斷或爛牙（yá）。零件外圓尺寸公差0.012mm、表麵粗糙度（dù）值Ra=0.4μm，較為嚴格，原（yuán）加工工藝采用磨削加工，效率較低。
圖1 銜鐵零件圖
2. 解決問題
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）外圓的（de）精加工采用車削的方式，在批量的加工中滿足表麵粗糙度（dù）值Ra=0.4μm。電磁純鐵（tiě）的硬度較低為100HBW，強度較低，塑性、韌性較高（伸長率=38.8%，斷麵收縮率=75.5%）。普通硬（yìng）質合金塗層的精車（chē）刀具在加工電工純鐵材（cái）料時容（róng）易出現粘刀現象，切削過程中刀具磨損較為嚴重。外圓表麵粗糙度達（dá）不到要求，需要經常（cháng）更換精車刀片。現選用PVD塗層金屬陶瓷刀片，耐磨性與耐破損性更佳，可長時間保證高質量的加（jiā）工表麵。零件的尺寸要求和表麵質量穩定，達到了圖樣要求，比磨削的效率（lǜ）高。
公司（sī）發展至今已擁有一批******的進口設備（bèi） : 進口高（gāo）精密CNC加工銑床，CNC高精密加工車床，北京精（jīng）密零件（jiàn）加工，進口模型批量真空製作機， 高亮度uv機，噴漆房，烤漆櫃，圖標文（wén）字絲印機，鐳（léi）雕（diāo）激光（guāng）機，噴砂機，打孔攻絲機（jī）、火花機、線切割設備等等。
（2）利用車削中心的C軸定（dìng）位功能（néng）和動力刀具（jù），進行零件端麵的多處鑽孔和攻螺紋（wén）。先（xiān）鑽三處中心（xīn）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（zuàn）對稱孔的工序（xù），減少了裝夾次數，位置精度也得以保證（zhèng）。
（3）切削絲錐和擠壓（yā）絲錐的加工比（bǐ）較。由於切屑不易從另一端的小孔排出（chū），首先采用上（shàng）排屑的螺旋切削絲錐攻螺紋（wén），轉速為800r/min。經過試加工，M4的（de）內螺紋太深，有效（xiào）距離＞18mm，一次攻到底部，切屑無法順利排出，容（róng）易導致絲錐折斷。後采（cǎi）用分段加工（gōng）的方法攻螺紋，就像在攻螺紋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，但有時仍會有切（qiē）屑纏在絲（sī）錐上，出現爛牙（yá），導致零件報廢，並且要時常清理絲錐上的切屑（xiè）。
擠壓絲錐與（yǔ）傳統切削絲錐的不同之處是：擠壓絲錐螺紋部分沒有（yǒu）切削刃，依靠絲錐的螺旋槽擠壓螺紋底孔，使其（qí）產生塑性變形而產生螺紋（wén），而不是靠傳統的切削動作。與切（qiē）削（xuē）絲錐相比的有利之處：擠壓絲錐的切削速度高於切削絲（sī）錐，可以提升生產效率，由於無切屑產生，刀具切削刃不（bú）會受到切屑的（de）不利（lì）影（yǐng）響，攻螺紋時（shí）可一（yī）次攻到螺紋底部（bù）。擠（jǐ）壓（yā）加工螺（luó）紋的表麵粗糙度質（zhì）量要優於切削加工螺紋，並且具（jù）有較高（gāo）的抗拉強度，抗（kàng）斷裂強度提高約20%。用擠壓絲錐加工出的螺（luó）紋截麵、牙頂有溝槽存在（見圖2）。
圖 2
（4）有效采用擠壓攻螺紋的條件（jiàn）。工件材料（liào）有足夠（gòu）的延展性，抗拉強度≤1 200N/mm，伸長係數＞10%，如鋁合金、銅合金、低碳鋼及（jí）不鏽鋼等。
******的預鑽孔直徑。兩種絲（sī）錐預鑽孔的（de）區（qū）別如圖3所示，預鑽孔直徑太大，會導致螺紋小徑增大，螺紋的牙型高度不完整；預鑽孔直徑太小，攻（gōng）螺紋時會產生較大的轉（zhuǎn）矩，增大絲錐磨損、折斷的風險。擠壓絲錐攻螺紋具有較高的轉（zhuǎn）矩，比（bǐ）普通攻螺紋高30%。據經驗公式：預鑽孔直徑d0=公稱直徑d–0.45×螺（luó）距p，如M4螺紋底孔3.7mm≈4mm–0.45×0.4mm。***終的預鑽孔直徑（jìng）需要用擠壓絲錐攻螺紋以後，測量螺紋底孔直徑來確定，以免造成螺紋小徑和牙型高度的尺寸超差。部分預鑽孔（kǒng）尺寸參考如附表所示。
圖 3
（5）擠壓絲錐的應用。在數控車床攻螺紋時通常采用（yòng）主（zhǔ）軸旋轉，控製刀架上（shàng）的絲錐根據螺紋導程直線進給的方法。由於刀（dāo）架上的絲錐和主軸軸線不（bú）可能完全重合，總有些細微誤差，容易造成螺紋精度的超差，甚至螺紋塞（sāi）規止端進入（rù）。在車削中心上（shàng）帶有動力的刀具，可以實現絲錐的旋轉運動，攻螺紋時主軸（zhóu）靜（jìng）止，絲錐旋轉並根據導（dǎo）程做直線進給運動，不會因絲錐和主軸軸線不重合的細微（wēi）誤差引起螺紋的超差。在車（chē）削中心（xīn）上采用剛性攻螺紋功能，剛性攻螺紋用於主軸上裝有脈衝編碼器的機床，其主（zhǔ）軸旋轉運動與（yǔ）攻螺紋進給運動（dòng）嚴（yán）格匹配，當主軸旋轉一周時，絲錐進給一個導程，可進行（háng）高速、高精度的（de）螺紋加工。經過試切後（hòu），采用某品牌的帶TiN塗層機用擠壓絲錐，其適用於強度200～2 000N/mm或（huò）硬度36HRC的材料。該擠壓絲錐（zhuī）帶導油槽，配合使用潤滑性（xìng）能好的水溶性（xìng）切削液，可以提高絲錐的使用壽命。擠壓絲錐線速度為20m/min，轉速為1 600r/min，比切削絲錐的速度提高一（yī）倍。一支絲錐無故障加工（gōng）了2 000多個零件（jiàn），尺寸合格（gé）。因為沒有切屑的形成，不會產生（shēng）爛牙現象，並減少了人為（wéi）的幹預，加工效率明顯提高。
（6）電磁閥銜鐵的關鍵部位的（de）加工程序和介紹。機床采用的FANUC 0i-TD數控係統，使用（yòng）C類G代碼。在（zài）加工中使用了4個軸向動力（lì）刀（dāo）具，分別為φ1mm中心鑽、φ1.5mm硬（yìng）質合金鑽頭、φ3.7mm HSS鑽頭和M4擠壓絲錐。需要注意的是，由於擠壓絲錐是利用金屬材料的（de）塑性成型原理擠出內螺紋，會在孔口處產生突起，如有需（xū）要可在攻螺紋（wén）前在孔口（kǒu）處做60°或120°倒角，以消（xiāo）除攻螺紋後（hòu）螺（luó）紋孔口產生的翻邊毛刺。
3. 結語（yǔ）
通過對電磁（cí）閥銜鐵加工（gōng）方法的改進，利用（yòng）車削中心複合加工及擠壓絲（sī）錐（zhuī）的（de）應用，保證（zhèng）了產品質量，顯著提高（gāo）了生產效率。
參考（kǎo）文獻：
[1] 韓鴻鸞. 數控車工（gōng）（技師、高級技師）[M].北（běi）京（jīng）：機（jī）械工業出（chū）版社，2008.
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