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攻丝的难点及解决方法
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标题: 攻丝的难点及解决方法
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2007-01-29 23:39
攻丝的难点及解决方法
说到加工中的困难工序,攻丝应该归入*困难的**类。在**般的金属加工中,通常是迅速切除金属并形成光洁表面,工序就算终结,但攻丝却不完全是这样。首先,攻丝后形成的螺纹必须符合标准规定并能和相配的紧固件旋合;其次,**般工序切削终了退出刀具十分简单,而攻丝完成后退出丝锥所花费的时间,有可能同切削螺纹花费的时间**样多。所有这些,使得攻丝成为**道既不可缺少,又是缓慢而令人厌烦的工序。
除了上述共性问题之外,其它**些因素也会增加攻丝的困难:这些因素主要可分为同材料有关和同操作有关二大类。而不论在何种情况下,丝锥的正确选择都会对攻丝效果产生截然不同的影响:攻很多孔、攻**个孔或完全攻不动。下面简要介绍**些现场工艺人员和工具制造技术人员在克服攻丝困难时,已经做过的工作。
工件材料的问题
在难加工材料上攻丝,可能是**件既费工又费钱的事。
Besly products公司的工程经理Dan Gajolosik指出:在难加工材料上攻丝的主要困难,是由于切削时产生的热量和工件材料的收缩包住了刀具。钛合金在这方面表现得*为明显。他建议,在这种材料上攻丝时,采用的丝锥要有较大的齿形铲背量和倒锥度,以防丝锥工作卡死。
此外,Gajolosik指出,丝锥基体的强度也很重要。由于工件的硬度和强度高,常使丝锥牙顶很快磨钝。这种情况下,则推荐采用高性能高速钢丝锥,它们具有较高的韧性、红硬性以及抗变形和抗磨损性能。
Guhring公司的丝锥应用专家Paul Motzel说,当设计加工硬材料的丝锥时,采用小前角是至关重要的,这可使丝锥切削时有较大的支承。
Stellite引是**种镍基超**合金,属于*难加工的材料之**。Mike Brown是**计算机集成加工公司的业主,接到了**批订单。要用这种材料加工航天发动机的风扇叶片。每台发动机25片,每件上要加工**个10~32UNF—2B的螺方通孔,作为拆卸叶片时旋入顶丝之用。
开始时,公司了解到这种材料有很强的“记忆”功能——加工后缩回原状的倾向。为克服这种形状记已问题,Brown首先把底孔做得大**点:图纸规定底孔比直径0.159″(4.0386mm),实际钻成0.161″(4.0894mm),大了0.002″(0.0508mm),这可使攻丝工作量轻**点。但***支丝锥试验时,发现只能攻1~2个孔就崩裂。
Brown发现丝锥发出高音调的噪声,就像正在踩煞车那样。从而意识到肯定什么地方出现了问题。Brown试验用的丝锥,每支价格为18美元,只能攻1~2个孔。他想通过反复摸索,试图找到**种更合适的丝锥,使加工孔数能多**点。
*后,确定采用OSG工模具公司生产的高速钢Exotap型丝锥,可以加工4个孔。Brown说:“这种丝锥每支12~15美元,分摊到每孔费用3~4美元,价格偏高。不过对于加工这种材料,费用还不算高,但若使用接近20美元**支的丝锥,只攻**个孔,那是无法接受的。”
是否进**步采用硬质合金丝锥?Brown认为不可行。他说:“对这类工件,用硬质合金刀具钻孔是可以的。但是它太硬,而硬质合金丝锥对加工条件的宽容度较小,所以不宜采用。”
但是,这并不是说硬质合金丝锥完全不能用于该工件的加工。实际上,在Exotap丝锥攻丝之后,工件从夹具卸下,**二道工序就是用**支60美元的硬质合金丝锥,对螺孔进行手工校正。
Brown认为,选定适当的丝锥以后并不是万事大吉。进而选择适当的润滑剂同样至关重要。在**位工艺师朋友的建议下,他改变了丝锥的润滑剂。目前采用Castrol公司的丝锥润滑膏,每次攻丝前,将润滑膏刷到丝锥上使用。
金刚石工模具公司的工长Dan Welter提供了另**个难加工材料的攻丝实例。该材料是**种超**奥氏体不锈钢Al 6XN,具有抗氧化腐蚀性能,广泛用于输送液体的零件,如原类零件等。该材料的铬、镍、钼含量很高(分别为20%、24%和6%),并且有较高的硬度(HRB88)和冷作硬化的倾向。
这是**个打印机的墨水输送泵,Welter要在零件上攻六个4~40螺纹的通孔,每边打三个孔,孔深为6.35mm。要求在工件上**次钻出底孔,然后攻丝。开始,他采用标准高速钢TiN涂层丝锥,但材料硬度过高,致使丝锥崩裂。Welter试验了六种不同的高速钢丝锥以后,终于放弃了采用标准丝锥解决问题的打算,并开始寻求新的解决方案。发展现挤压丝锥能解决这个问题,尽管迄今都认为挤压丝锥仅适用于软性材料。
他采用了**种OSG公司生产的丝锥。据OSG公司有关人员介绍,该丝锥带有**种Electra LUBE涂层,厚度为2.54μm,是**种软性的固体润滑剂,沉积在丝锥上形成光洁的表面,使丝锥在工作时扭矩减小,并防止粘结、堵塞、擦伤等情况发生。
深盲孔攻丝
攻丝遇到的不仅是工件材料的难加工问题。有时,攻丝的操作技巧也是复杂而微妙。例如盲孔攻丝。Roberts Automatic Products公司的工艺工程师Dave Sibinski指出,盲孔攻丝*大的困难是要把孔底的切屑排出,以防止丝锥挤压切屑。
Sibinski指出,尽管图纸上不**定要求螺丝清根,但实际的工况是要清根的。因为他知道,在盲孔攻丝中,为中满足图纸规定的要求,必须准备好空间让丝锥攻到足够的深度。这就要把孔钻得深**些。但若钻得太深超过切口钻到下**个零件上去,则又会造成偏心问题。此外,他又指出,在钻较深的盲孔时,其收尾段也会出现中心逐渐偏移的现象。
在金刚石工模具公司,Welter需要攻**个5/16"-18螺纹盲孔,深1″,材料为304不锈钢,攻丝深度达3倍直径(螺纹直径5/16″,即7.9375mm——译注)。Welter提出,需要**支刚性强、排屑好的丝锥**次加工完成。他很快排除了采用挤压丝锥的方案。由Prototyp公司提供了**种Paradur triple S型丝锥,这种丝锥是该公司生产的用于难加工材料ECO系列丝锥的**种。Prototyp是Sandvik CTT公司的成员之**。该公司的技术销售经理Mathias Armbruster指出,该丝锥采用大螺旋角,使攻丝深度可达到数倍直径。同时,大螺旋角又使切屑卷得很紧,可以防止切屑在柄部缠成**团。
除了供应刀具以外,工具制造商常和用户的工艺人员紧密合作,解决攻丝难题。如:Firth Brown工具公司的高**工程师Sai Kin Eng就帮助用户解决直径18mm,深度达60mm的螺纹攻丝。他说,深孔攻丝有很多因素导致的困难。首先是冷却液输送困难。因为切屑堵塞在孔中,使冷却液很难到达刀具/工件的接触区。当然,若工件材料的延伸率大,可以采用挤压丝锥,这种丝锥工作时没有切屑。但螺纹底孔直径要接近中径尺寸,而且公差要比普通丝锥攻丝时严**些。
为了帮助冷却液输送,可选用内冷却丝锥。也可在丝锥上开多个油槽,或采用特殊的润滑涂层。这些措施都可以降低工作温度和防止切削刃软化。Firth Brown在帮助用户采用**系列措施后,*终使刀具寿命提高35%(原文为降低了50%,疑为印刷错误——译注)。
尽管上面所述很难包括工艺人员会碰到的各种潜在问题,但是,讨论到的攻丝问题,提供了现实生产中如何解决问题的思路和做法。从中我们可以清楚地看到,解决攻丝中的难题,需要有**大的耐心。
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