根據(jù)材質(zhì),絲錐可分為高速鋼絲錐、硬質(zhì)合金絲錐和氮化鈦涂層絲錐。攻絲屬于低速切削,對D406A材料而言,低速切削容易產(chǎn)生很大的切削抗力。在加工過程中,使用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼絲錐攻絲時(shí),由于主切削力和切削抗力都很大,與材料的摩擦力也大,扭矩約為一般材料的3倍,造成排屑困難,而使絲錐扭斷。另外,由于摩擦力產(chǎn)生較大的切削熱,極易塑孔,因而加工精度難以保證。生產(chǎn)中為了避免“斷錐”,需要絲錐頻繁旋進(jìn)和排屑,磨損很快。實(shí)際加工首件零件8-M3-6H的螺紋孔時(shí),單支高速鋼絲錐只能攻2~3個(gè)孔,絲錐失效快,造成生產(chǎn)效率低的不利情況。而硬質(zhì)合金絲錐由于制造成本高、容易折斷,在實(shí)際生產(chǎn)中不常用。一支M3mm的進(jìn)口細(xì)晶粒硬質(zhì)合金絲錐價(jià)格高達(dá)500元,對企業(yè)來說,顯然是非常不合算。因而,在實(shí)際生產(chǎn)中仍采用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼絲錐。 螺旋槽絲錐:因其排屑槽為螺旋狀排布而得名。螺旋槽絲錐分為左旋螺旋槽絲錐和右旋螺旋槽絲錐。珠海先端絲錐夾頭
絲錐的涂層1)蒸汽氧化:絲錐放入高溫水蒸氣中,使之表面形成一層氧化膜,對冷卻液吸附性好,能起到減小摩擦的作用,同時(shí)防止絲錐與被切削材料間的粘結(jié),適用于加工軟鋼。2)氮化處理:絲錐表面滲氮,形成表面硬化層,適合加工鑄鐵,鑄鋁等對刀具磨損大的材料。3)蒸汽+氮化:綜合以上兩者的優(yōu)點(diǎn)。4)TiN:金黃色涂層,有良好的涂層硬度及潤滑性,并且涂層附著性能好,適用于加工大部分材料。5)TiCN:藍(lán)灰色涂層,硬度約為3000HV,耐熱性達(dá)400°C。6)TiN+TiCN:深黃色涂層,具有優(yōu)良的涂層硬度及潤滑性,適用于加工絕大部分材料。7)TiAlN:藍(lán)灰色涂層,硬度3300HV,耐熱性達(dá)900°C,可用于高速加工。8)CrN:銀灰色涂層,潤滑性能優(yōu)越,主要用于加工有色金屬。絲錐的涂層對絲錐性能的影響非常明顯,不過目前多是制造商和涂層廠家單獨(dú)配合研究涂層。 江蘇高鈷機(jī)用絲錐槽數(shù):槽數(shù)增加切削刃數(shù)增加,可有效提高絲錐壽命;但會壓縮排屑空間,于排屑不利。
鈦合金攻絲加工的主要問題分析絲錐攻絲屬于范成法加工,范成法加工的特點(diǎn)是刀具在加工過程中與工件的接觸面積大,產(chǎn)生大量的切削熱,在攻鈦合金時(shí),由于鈦合金的抗拉強(qiáng)度大,金屬材料不易剝離,產(chǎn)生的切削熱更大;再加上由于鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)低,使切削產(chǎn)生的熱量無法通過工件傳導(dǎo)出去,在切削區(qū)域形成局部高溫區(qū)。金屬都有熱脹冷縮現(xiàn)象,受熱后其金相組織膨脹,如果材料導(dǎo)熱性好,會形成線性膨脹,使內(nèi)孔加大,但對于鈦合金而言,由于切削所產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)不出去,使局部的金相組織膨脹,無法向外擴(kuò)張,所以會產(chǎn)生孔徑收縮現(xiàn)象,造成刀具與工件之間產(chǎn)生過盈,形成“夾刀”現(xiàn)象,終使刀具折斷。
絲錐是內(nèi)螺紋加工的通用刀具,在車床、鉗工及加工中心上的應(yīng)用非常。由于鈦合金抗腐蝕性強(qiáng)、比強(qiáng)度高等特性,在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域中有許多鈦合金零件。同樣由于鈦合金的材料特性,導(dǎo)致鈦合金零件的攻絲,特別是M6以下的小孔攻絲相當(dāng)困難,攻絲時(shí)絲錐選用不當(dāng)及操作不當(dāng)極易造成加工硬化,加工效率極低并時(shí)有絲錐折斷現(xiàn)象,即使依靠進(jìn)口絲錐或者跳牙絲錐加工,但也經(jīng)常出現(xiàn)絲錐磨損快、易折斷的現(xiàn)象。本文主要通過對標(biāo)準(zhǔn)絲錐進(jìn)行改進(jìn)研究,實(shí)現(xiàn)鈦合金零件內(nèi)螺紋高效穩(wěn)定的攻絲加工,對鈦合金內(nèi)螺紋加工提供一種簡單易行且更加經(jīng)濟(jì)的加工方法,可廣泛應(yīng)用于鈦合金零件的加工制造中。正確地選用絲錐加工內(nèi)螺紋,可以保證螺紋連接的質(zhì)量,提高絲錐的使用壽命。
主要材料,數(shù)控刀具設(shè)計(jì),熱處理情況,加工精度,涂層質(zhì)量等等。例如,絲錐截面過渡處尺寸差別太大或沒有設(shè)計(jì)過渡圓角導(dǎo)致應(yīng)力集中,使用時(shí)易在應(yīng)力集中處發(fā)生斷裂。 柄、刃交界處的截面過渡處離焊口距離太近,導(dǎo)致復(fù)雜的焊接應(yīng)力與截面過渡處的應(yīng)力集中相迭加,產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中,導(dǎo)致絲錐在使用中斷裂。例如,熱處理工藝不當(dāng)。絲錐熱處理時(shí),若淬火加熱前不經(jīng)預(yù)熱、淬火過熱或過燒、不及時(shí)回火及清洗過早都有可能導(dǎo)致絲錐產(chǎn)生裂紋。很大程度上這也是國內(nèi)絲錐整體性能不如進(jìn)口絲錐的重要原因。先端絲錐因前端鋒刃槽部有特殊的刃槽設(shè)計(jì),所以排削容易,扭力小精度穩(wěn)定使絲錐耐久性更一層的改進(jìn)。福建先端絲錐攻絲
先端螺旋槽型,有利于排屑相對于直槽型更耐用以及適合通孔,缺點(diǎn)是先端無效絲太長。珠海先端絲錐夾頭
由于鈦合金的彈性模量小,螺紋表面產(chǎn)生很大的應(yīng)力回彈,使絲錐與工件接觸面積增大,從而摩擦力大幅增加,同時(shí)產(chǎn)生大量的切削熱,進(jìn)一步導(dǎo)致刀具磨損加劇。另外,鈦合金切屑細(xì)小且不易折斷,有粘刀現(xiàn)象,造成排屑困難。因此解決鈦合金攻絲問題的關(guān)鍵是減小攻絲時(shí)絲錐與工件的接觸面積,同時(shí)減少切削熱的產(chǎn)生,從而避免“夾刀”現(xiàn)象及刀具的異常磨損,提高刀具耐用度及切削效率。針對絲錐而言,攻制鈦合金螺紋減少切削熱的方法是:增大切削錐前角;通過削背處理,減小絲錐與工件的接觸面積。珠海先端絲錐夾頭