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攻丝机深孔攻丝加工过程中的解决方案和建议

来自:潍坊市龙盛达机械制造有限公司      日期:2016-12-12     浏览342 次     

攻丝机对特殊材料零件进行深孔螺纹加工是比较困难的。如,在一个钛合金零件上进行深孔攻丝是非常具有挑战性的。如果在一个接近完工的零件上,由于丝锥破损产生的刮削作用而导致零件报废,这是非常不经济的。因此,为避免刮削,要求使用正确的刀具和攻丝技术。

   首先需要定义什么是深孔,为什么它需要特殊的考虑。在钻削中,那些孔深大于3倍孔径的孔称为深孔。而深孔攻丝意味着攻丝深度大于丝锥直径的1.5倍以上。如当用一只直径为1/4″的丝锥加工深度为3/8″的螺纹时,这种情况通常称为深孔攻丝。

   加工一个深孔螺纹,意味着刀具与工件之间需长时间的接触。同时,在加工过程中会产生更多的切削热和更大的切削力。因此在特殊材料的小深孔中进行攻丝容易产生刀具破损和螺纹的不一致性。

为解决这个问题,首先要选用合理的工艺参数和攻丝机油以及攻丝机床,并可以采用以下种方案:(1)增大攻丝前孔的直径;(2)使用专为深孔攻丝设计的丝锥;通孔选用先端丝锥,盲孔选用正螺旋丝锥;大直径采用中空容屑丝锥;(3)选用挤压丝锥。

1、增大攻丝前孔的直径

合适的螺纹底孔对于螺纹加工是十分重要的。一个尺寸稍大的螺纹底孔能有效降低攻丝过程中产生的切削热和切削力。但它也会减小螺纹的接触率。

国家标准和技术委员会规定:在深孔中,允许在孔壁上只攻出螺纹全高的50%。这一点在对特殊材料和难加工材料的小孔攻丝时尤其重要。因为尽管由于孔壁上螺纹高度的减少导致螺纹接触率下降,但由于螺纹长度的增加,因此仍可保持螺纹可靠的连接。

螺纹底孔的直径增量主要取决于所要求的螺纹接触率和每英寸的螺纹头数。根据上述两值,利用经验公式可计算出正确的螺纹底孔直径。

2、切削参数

由于钛金属和奥氏体不锈钢类材质零件难于加工,因此需要对切削用冷却和润滑油以及工艺参数和刀具几何尺寸做充分考虑。

切削速度

由于钛合金和奥氏体不锈钢类材质具有大的弹性和变形率,因此需要采有相对较小的切削速度。在加工钛合金和奥氏体不锈钢类材质零件的小孔时,推荐采用的圆周切削速度为10~14英寸/分。我们不推荐采用更小的速度,因为那样会导致工件的冷作硬化。另外,也需注意刀具破损而导致切削热。

容屑槽

在深孔攻丝时,需减少丝锥槽数,使每个槽的容屑空间增大。这样,当丝锥退刀时,可以带走更多的铁屑,减小由于铁屑堵塞而造成刀具破损的机会。但另一方面,丝锥容屑槽的加大使得芯部直径减小,因此,丝锥强度受到影响。所以这也会影响切削速度。另外,螺旋槽丝锥比直槽丝锥更易排屑。

前角和后角

小前角可提高切削刃强度,从而增加刀具寿命;而大前角有利于切削长切屑的金属。因此在对钛合金和奥氏体不锈钢类材质工件加工时,需综合考虑这两个方面的因素,选用合适的前角。

大后角可以减小刀具和切屑之间的摩擦。因此有时要求丝锥后角为40°。在加工钛金属类材质时,在丝锥上磨出大的后角,有利于排屑。另外,全磨制丝锥和刃背铲磨的丝锥也有利于攻丝。

冷却液

当加工特殊材料时,必须保证切削液到达切削刃。为改进冷却液的流量,推荐在丝锥的刃背上开冷却槽。如果直径足够大的话,可考虑采用内冷却丝锥。

挤压丝锥

当加工韧塑性优异的特殊材料时,在攻丝直径不太大的情况下,采用挤压丝锥是一个很不错的选择,因为结构的原因,挤压丝锥机械强度远高于通用型切屑丝锥,而且可以采用通用攻丝速度甚至稍快一些的攻丝速度,生产效率高;同时,由于挤压丝锥加工成型的螺纹具有材质流线型排布和冷作硬化等现象,得出的内螺纹不但表面精度高而且强度也远高于通用型切屑丝锥。选用挤压丝锥唯一的局限性是攻丝所需要的攻丝扭矩比通用切削型丝锥大,通用型攻丝机和气动攻丝机以及大部分的电功攻丝机均无法做到——但是现在新出现的液压攻丝机因其扭矩大【通常液压攻丝机额定扭矩远超通用型的攻丝机】却可以满足这一要求,不但可用于通用丝锥,更可应用挤压丝锥。