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2016/03/18

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盲孔攻螺纹所用丝锥优化方法

     攻螺纹本就是机械加工中的一个难点,在全封闭环境下的盲孔攻螺纹就更加大了技术难度。对所用丝锥的选型及机床可靠性都提出了相当严格的要求。丝锥如果出现磨损、崩刃、断裂等现象都会对产品的加工质量产生非常大的影响。因此,改进盲孔攻螺纹工艺的研究,要从丝锥的结构和材质等方面入手,把怎样提高丝锥寿命作为一个重要的议题。

    丝锥容屑槽的优化

    丝锥改进方案主要着眼于丝锥的容屑槽、切削刃和材质的优化,其中容屑槽优化主要跟排出切屑和切削热有关。

    丝锥一旦排屑不畅,容易在退刀时发生崩刃,将断刃留在空中难以取出。所以,丝锥应尽量选择带有螺旋形容屑槽的,有利于切屑及时排出。使用时,如果螺旋槽丝锥的失效形式为刃部磨损,那么选用螺旋槽角度时可以适当的降低,可以增加丝锥刃部的强度。例如,在特定加工情况下,选用螺旋槽角度为20°的丝锥,寿命要比30°的丝锥高出25个百分点。另外,在加工中应尽量通过减少螺旋槽半径的方法,得到缠绕细密的切屑,这样也是一种对排屑非常有利的做法,避免了造成切屑在封闭腔体内,对丝锥形成挤压。

    再有,在深孔加工中,积累的切削热也是对丝锥刃部造成伤害的一大罪魁祸首。虽然带有内冷装置的丝锥可以有效减少切削热,但是其高昂的价格经常让人望而却步。通过实际使用,我们发现,如果能够加长排屑槽,同样可以达到排出切削热的效果,而成本却没有太大的变化。

    丝锥切削刃的优化

    切削刃的优化主要跟丝锥的磨损程度有关,因为丝锥刃瓣上切削刃数越多,每个切削刃的切削量就越小,切削刃也就越不容易发生磨损,可以增加丝锥的使用寿命。因此,在底孔足够深的前提之下,应该尽量增加切削刃的个数。

    丝锥一个刃瓣上有多少个切削刃一般是由前端切削刃的倒锥决定的,通常每个刃瓣上有二到三个切削刃。我们可以采用减小切削刃倒锥角度的方法,增加切削刃的数量,减少每个切削刃的切削量,从而提升丝锥使用寿命。需要注意的是,这种做法的前提是一定要保证底孔空间足够大,既不会造成丝锥顶部与底孔底部发生干涉,又能保证有效攻螺纹深度,这样才能够满足加工产品的需求。

    丝锥材质的优化

    大部分企业使用的丝锥都是制造成本较低、价格便宜的普通高速钢材质,这种材料在加工硬度不高的产品时能够胜任,但遇到难加工材料就力不从心了。随着粉末冶金高速钢和钴高速钢材质丝锥的出现,普通高速钢原有的地位已经变得岌岌可危。

    虽然从价格上看,粉末冶金高速钢和钴高速钢材质丝锥分别是普通高速钢材质丝锥的两倍和四倍,但是一分钱一分货,其使用寿命也相当于后者的两倍和四倍,甚至更多。因此,从性价比上来说,买前两者并不吃亏。尤其是遇到硬度较大的难加工材料,粉末冶金高速钢和钴高速钢材质丝锥带来的不仅仅是丝锥使用寿命的提升,也包括加工效率和质量的提升。所以,在条件允许的情况下,还是要尽量选择高质量的丝锥,毕竟,君欲善其事,必先利其器。

    另外,表面处理也是一种提高丝锥寿命的方法,包括提高排屑性能的蒸汽回火处理,提高丝锥表面硬度的各种涂层。但有的时候,表面处理的成本也是不菲的,使用之后是否真的能够提升丝锥的性价比还需要进行仔细的核算。

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