关于工程陶瓷螺纹加工方法介绍（图）

大家都知道陶瓷的硬度超高，那么对于这么高硬度的陶瓷来说它的螺纹又是如何加工的呢？下面就由科众陶瓷厂来为大家介绍关于工程陶瓷螺纹的加工方法。
 

氧化锆陶瓷螺丝

工程陶瓷螺纹加工方法：

工程陶瓷如氧化锆陶瓷、氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、碳化硅陶瓷等，具有耐磨损、耐高温、耐腐蚀、不导磁不导电优点，作为精密机械模具中核心部件有许多优点，但工程陶瓷又是超高硬度、脆性高的材料，其硬度为HRA88-90，抗弯强度300-950MPa。

加工到较高精度来符合机械模具的核心部件非常困难，特别是需要螺纹和精密孔型与陶瓷螺纹加工，一直未能找到很好办法，现有的加工陶瓷螺纹方法主要有坯料预制法和镶嵌法、仿形法但这三种方法都有明显弱点：

1.精度差：由于工程陶瓷经高温烧制。从1400-1750°C，其收缩率从10-25%，烧制出来产品变形较大，所以坯料预制法出来单螺孔公差+/-0.1，多孔的形位公差甚至0.5也不能保证，且只能做M5以上的孔牙。镶嵌法、仿形法单螺纹精度还成，而协及多螺纹，其精度也无法保证。

2.影响坯体的强度，采用镶嵌法的螺孔，其必须钻更大的孔，这往往影响工程陶瓷产品的强度，在精密模具机械部件中有许多位置限制。这大大限制了工程陶瓷的使用。

3.镶嵌法的螺孔，由于镶入的为钢或其它有色金属，且大多数硬度低、导电、导磁、不耐高温、不耐酸碱，这样令使用工程陶瓷的功能大幅降低。

4.成本较高，时间较长。无论是坯料预制法和镶嵌法、仿形法，都是人手操作，需要熟练工人，比如镶嵌法MG的牙，从画线，钻孔、金属攻牙、线割螺牙、粘胶、镶入螺牙、磨平，前后工序至少60分钟机间长、成功率不足80%。

5、仿形法，只能做外螺纹、内螺纹，特别是细小螺纹无法完成，而协及多个有形位公差要求+/-0.02的外内螺纹无法加工。

6、只能单件生产，无法批量和大规模的生产。坯料预制法和镶嵌法、仿形法只能是人工操作，无法满足现代产业的要求。

针对现有技术的上述缺陷，提供一种直接在工程陶瓷上加工工程陶瓷螺纹方法。

（1）根据模具机械部件的需要，选择工程陶瓷粗坯种类，氧化锆高韧性、高硬度、氧化铝高硬度、耐高温、氮化硅耐高温、线膨胀系数小、低密度的产品；

（2）对工程陶瓷的粗坯进行粗加工；粗坯留有0.5-2.5mm的加工余量；粗加工后留0.05-0.15精加工量；

（3）通过螺纹大径、小径、牙距、牙型半角、螺纹旋合长度相关的参数，设计螺纹磨头头型，而磨头长度相关到高度磨削的稳定性与精度，在许可的情况下，尽量减短磨头的长度，通常控制在50以内；磨孔磨头设计半圆形，主要因为陶瓷的脆性，在入刀时往往较易碰崩入口位。在金刚砂的粒度上，与磨削精度相关较大，在+/-0.02的情况下，粗细常采用120-180#；

（4）将经过粗加工的陶瓷工件放在CNC设备上装夹好，由于工程陶瓷属脆硬材料，装夹时可采用电木板铣下产品的型腔，按使用的要求一个或多个，把工程陶瓷粗加工的工件放进型腔内再用塑料压板压上四个角，防止工程陶瓷崩裂；工程陶瓷的杨氏模量约200-400GPa，介于钢100-200GPa与硬质合金（或钨钢）450GPa以上之间，装夹的力的大小应介于钢与硬质合金（或钨钢）之间，这在高精度螺纹加工中，更显重要。

（5)选用高速数控铣床进行磨孔。磨孔时，根据磨头的大小，磨砂的粗细来控制合适的转速，各个方向的进给量和移动速度。我们的机型精雕机，磨头的直径DIA2.0-30MM，转速32000-8000R/MIN，进给深度Z方向0.05-0.2/TIME，平面x，Y方向0.1-0.2/TIME，移动速度0.1-0.2/S，加上冷却液，约3-6MIN即可成粗加工孔，换上精加工磨头，进给X、Y方向0.01，1-3MIN即可完成，

（6）采用同一高速数控铣床，换上螺纹用磨头，加上冷却液、采用纵加工法进行磨螺纹

加工；同样根据磨头的直径和磨砂的粗细程度来控制合理转速、进给量、移动速度。转速为20000-30000R/MIN，平面x，Y方向0.1-0.5/TIME，移动速度0.1-0.3/S，加上冷却液，约3-10MIN即可成磨螺纹；

（7）完成螺纹1后，依次按程序进入螺纹2，3，4，和下一件工件的螺纹的磨削.因磨头磨损和质量不同，在磨头的自动切换时，可在单件测试时计算出合适的时间，而在控制好一定计算好换磨头的时间。