钛合金攻丝加工的主要问题分析丝锥攻丝属于范成法加工,范成法加工的特点是刀具在加工过程中与工件的接触面积大,产生大量的切削热,在攻钛合金时,由于钛合金的抗拉强度大,金属材料不易剥离,产生的切削热更大;再加上由于钛合金的导热系数低,使切削产生的热量无法通过工件传导出去,在切削区域形成局部高温区。金属都有热胀冷缩现象,受热后其金相组织膨胀,如果材料导热性好,会形成线性膨胀,使内孔加大,但对于钛合金而言,由于切削所产生的热量传导不出去,使局部的金相组织膨胀,无法向外扩张,所以会产生孔径收缩现象,造成刀具与工件之间产生过盈,形成“夹刀”现象,终使刀具折断。按被加工螺纹分:公制粗牙丝锥,公制细牙丝锥,管螺纹丝锥等。福建加硬丝锥夹头
螺尖丝锥:通常只能用于通孔,长径比可达3D~3.5D,铁屑向下排出,切削扭矩小,被加工的螺纹表面质量高,也被称为刃倾角丝锥或先端丝锥。切削时,需要保证全部切削部分攻穿,否则会出现崩齿。挤压丝锥可用于通孔及盲孔的加工,通过材料塑性变形形成牙型,只能用于加工塑性材料。其主要特点:1)利用工件的塑性变形加工螺纹;2)丝锥的截面积大,强度高,不易折断;3)切削速度可比切削丝锥高,生产率亦相应提高;4)由于是冷挤压加工,加工后的螺纹表面机械性能提高,表面粗糙度高,螺纹强度、耐磨性、耐腐蚀性提高;5)无屑加工。其不足是:1)只能用于加工塑性材料;2)制造成本高。先端丝锥板牙直槽丝锥:结构简单,其刃倾角为零,各切削齿的切削层面积呈阶跃式增加,沟槽笔直排布。
标准丝锥的切削锥部分的前角小于齿型前角,原因分析如下:标准丝锥在磨制切削锥时,会把切削锥部分齿型高点磨去一部分,由于标准丝锥容屑槽是圆弧形的,为切线前角,所以在磨除切削锥高点时,切削锥前角急剧变小,大约是齿型前角的 1/3。因此,在切削钛合金时,切削锥前角相对不够锋利,攻丝时刀具对材料挤压过大,使切削区温度升高;又由于钛合金导热性差,导致切削热不能及时散出,造成外冷内热,底孔收缩,从而丝锥被“咬死”折断,若利用标准丝锥攻丝就必须对其进行必要的技术处理。
锥的材料1)工具钢:多用于手用切牙丝锥,目前已经不常见。2)不含钴高速钢:目前大范围用作丝锥材料,如M2(W6Mo5Cr4V2,6542),M3等,标记代号为HSS。3)含钴高速钢:目前大范围用作丝锥材料,如M35,M42等,标记代号为HSS-E。4)粉末冶金高速钢:用作高性能丝锥材料,性能较上两者大幅提升,各家厂家的命名方式也各有不同,标记代号为HSS-E-PM。5)硬质合金材料:通常选用超细颗粒,韧性好的牌号,主要用于制造直槽丝锥加工短屑材料,如灰铸铁,高硅铝等。丝锥对材料的依赖性很大,选用好的材料可以进一步优化丝锥的结构参数,使之适用于高效,更苛刻的工况,同时兼备更高的寿命。目前大的丝锥制造商都有自己的材料厂或者材料配方,同时由于钴资源及价格的问题,新的不含钴高性能高速钢也已经问世。 丝锥对材料的依赖性很大,选用好的材料可以进一步优化丝锥的结构参数。
攻丝设备1)机床:可分为立式和卧式两种加工方式,对于攻丝,立式要优于卧式加工,卧式加工外冷时要考虑冷却是否充分。2)攻丝刀柄:攻丝建议选用攻丝刀柄,机床刚性,稳定性好的优先选用同步攻丝刀柄,相反尽可能选用带有轴向/径向补偿的柔性攻丝刀柄。除小直径丝锥(<M8),尽可能选用方身驱动。3)冷却条件:对于攻丝,特别是挤压丝锥,对冷却液的要求是润滑>冷却;实际使用时可依据机床条件调配(使用乳化液时,建议浓度大于10%)。丝锥就像一把多刃成形刀,通过旋转运动和进给运动的同时作用加工出圆锥内螺纹。厦门加硬丝锥板牙
直槽丝锥:用于通孔及盲孔的加工,加工的螺纹质量不高,更常用于短屑材料的加工,如灰铸铁等。福建加硬丝锥夹头
挤压丝锥的底孔精度的必要性和底孔直径:挤压丝锥是通过塑性加工来加工螺纹的,所以底孔尺寸会对螺牙形状产生较大影响,因此需要高精度的底孔管理。挤压丝锥的底孔加工的注意事项:要加工高精度的底孔,使用精度比传统的高速钢钻头更高的硬质合金钻头(带辊光刃型钻头等)是关键。对于孔的尺寸要求比较严格的小直径孔,建议使用钻头直径尺寸精确到百分位的高精度钻头。要实现稳定的高精度孔加工时,在使用钻头进行底孔加工后,用立铣刀进行轮廓和镗孔切削等非常有效。福建加硬丝锥夹头