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丝锥在加工中心上的选择和优化

作者:JZ Editor     时间:2020-12-24 11:33     已有 人浏览
      在数控加工中心上用丝锥攻外螺纹能够得到 不错的加工精度和更高的生产率,但非常容易出現丝锥断裂、螺纹尺寸偏差和螺牙乱等难题。
 1数控车床与筒夹
     依据主轴轴承轴径走刀速度转速比的同歩精密度,可将数控加工中心分成旧式和新型两大类,从而造成二种攻外螺纹方式。
(1)波动攻外螺纹
       旧式数控加工中心同歩精密度差.必须凭借丝锥专用型筒夹,才可以完成攻外螺纹。这类筒夹有轴径延展性伸缩式(波动)作用,能够赔偿生产过程中进给予转速比的非同歩出现偏差的原因,确保外螺纹品质;并在丝锥断裂时还能消化吸收撞击力,具有维护主轴轴承的功效。在这里类筒夹上还能够提升转距过压保护作用,防止丝锥断裂:针对长短规格规定精准的管螺纹等的生产加工.还可以根据筒夹内部构造的改善来完成精准的长短生产加工。      
       波动攻外螺纹做为一种方式.在一些场所(例如散件生产加工)也很好用。例如在模貝型芯生产加工中,在一次 夹装内进行包含攻外螺纹以内的有关生产加工,但又不可以让丝锥断裂,因此可选用波动筒夹、以人力实际操作为主导来进行:先明确好转速比和转为.找对座标部位,用手摇式的方法使丝锥伴随着旋转速而左右挪动。有不适合的状况随后就能慢下来,不容易出現断裂等难题。
(2)刚度攻外螺纹
       新型数控加工中心正常情况下可以确保轴径进给予转速比的同步性,这促使选用一般筒夹攻外螺纹越来越行得通,因此出現了现阶段运用较多的“刚度攻外螺纹”。但是也不是一切一般筒夹都能够。而大部分是仅限于下列两大类:一种是 “双锁环筒夹本身 KM直壁延展性套筒规格”型.一种是使用ER弹簧夹套的筒夹。这二种筒夹都较为普遍,特别是在 前面一种夹紧力更高、精密度更高,优先选择强烈推荐应用。严苛实际意义上讲,因为攻外螺纹全过程中的承受力转变及其丝锥和数控车床的生产制造出现偏差的原因等缘故,刚性攻外螺纹全过程中肯定同歩是不太可能的,因此 对于精密度规定高的外螺纹,可选用具备调整作用的筒夹等。
      也要留意数控加工中心的精密度(包含数控车床反复精度等级、主轴轴承旋转精密度及其由主轴轴承电机造成的共震等), 这种层面的欠佳都很有可能导致钻削不匀称,扭距扩大。
2丝锥种类以及采用
      从铣面方法上能够把丝锥分成四大类:直槽丝锥、螺旋式槽丝锥、螺尖丝锥和挤压成型丝锥,从材料上可分成弹簧钢丝锥和硬质合金刀具丝锥,从金属表面处理是否可分成镀层丝锥和非镀层丝锥,从切削用量看又可分成一般攻外螺纹丝锥和髙速攻外螺纹丝锥。实际以下:
  (1)直槽丝锥
      直槽丝锥的传统式使用方法是三把或大量把按初加工、 半深度加工和深度加工组合应用,顶部起钻削功效的一部分(呈倒锥型)也是先后减短,牙数也相对降低(9牙→5牙→1.5牙)。
   (2)螺旋式槽丝锥
螺旋式槽丝锥铣面成功,能够减少钻削转距,能够更好地确保生产加工品质,多用以埋孔和深孔。螺旋式槽有左旋体和左旋体 二种,一般要用右牙左旋体槽丝锥生产加工盲孔的左旋体外螺纹,这时切削沿着螺旋式槽、逆着走刀方位排出来。若生产加工埋孔左旋体外螺纹,也可挑选右牙左旋体槽丝锥,这时切削沿着走刀方位、由待生产加工表层方位排出来,可防止刮伤外螺纹表层。
(3)螺尖丝锥(顶尖丝锥)
螺尖丝锥形似直槽丝锥,区别在切削部的槽型磨有斜槽,形成负的刃倾角,使切屑向前排出,适合加工通孔。其突出特点有:①切屑顺着进给方向、由待加工表面方向排出,既可避免划伤螺纹表面,又可防止因切屑积存而折断丝锥;②由于不必太考虑积屑,容屑槽变小变浅甚至取消,丝锥的刚性提高;③与直槽丝锥相比,切削部的刀刃前角变大,切削能力提高。多用于难 加工的材质。
(4)挤压丝锥
挤压丝锥是利用被加工材质的塑性变形挤压出螺纹的,不产生切屑,比较适用于有色金属及低碳钢,但对底孔的加工精度要求高。挤压丝锥强度高,特别适于加工直径在6mm以下的小规格螺孔。
(5)涂层丝锥
对丝锥进行表面处理可提高其表面硬度并减小表面粗糙度值,使其耐磨性提高并且与被切削材料间的摩擦减小。高压蒸汽处理(氧化处理)有助于表面吸附切削油,减少切削时材料粘连在刀刃上:氮化处理在获得高硬度与光滑表面的同时,也实现了红硬性的提 高,但韧性降低,容易崩刃,不太适用于螺旋槽丝锥;TiN处理过的丝锥呈金黄色,综合切削性能好,应用广泛,而且在表面处理过程中丝锥变形量很小,使得原本的加工精度能被保留下来。
(6)硬质合金丝锥
和高速钢丝锥相比。硬质合金丝锥具有以下几个特点:①切削刃的后角偏大:②耐磨耐粘红硬性好,加工精度高,尺寸稳定,使用寿命长;③韧性低,对丝锥与底孔的同轴度要求高,对积屑敏感;④新品的牙型尺寸偏大;⑤适合用于刚性攻螺纹。
(7)高速加工丝锥
        高速攻螺纹是指丝锥转速超过30m/min的情形,它对机床的同步精度要求高,因为转速越高惯性越大,主轴正反转时造成的同步误差越大,容易造成螺纹孔变大、甚至丝锥折断等现象。高速丝锥的材质为高钒高速钢,多为螺旋槽形式。加工中的震颤对丝锥寿命影响非常大,所以只能采用刚性攻螺纹法.并要注意刀柄及相关配件的精度,以及装夹后的牢固性和动态精度。
(8)辊压丝锥(手用丝锥)
从制造方法上可分为研磨丝锥和辊压丝锥(很多 资料都把它们分别称为机用丝锥和手用丝锥)。后者的材质为碳素工具钢,公差值、螺距及角度误差比研磨丝锥大,热处理和机加工艺也不及研磨丝锥。辊压丝锥并非绝对不能用到机床上,要看被加工材质和螺纹精度,它在加工过程中所受到的转矩,同样条件下是研磨丝锥的两倍左右,所以使用时需注意切削参数的匹配,不能盲目照搬。
3底孔的加工
丝锥工作时几乎是被埋在工件中.每齿的加工负荷比其它刀具都要大,若丝锥受到的转矩过大或不均匀就可能折断。因此可以说,好的底孑L加工质量是丝锥顺利工作的基本保障。
(1)底孔直径
一般而言,切削丝锥的底孔直径就是螺纹的小径,相应钻头直径的选择可查表获得,再据加工效果微调。
挤压丝锥的底孔直径与切削丝锥的底孔直径有很大差别。因为挤压螺纹时不需要切削金属,是通过丝锥的挤压使金属产生塑性变形和流动,形成螺纹牙形。所以挤压螺纹的底孔直径比切削丝锥攻螺纹的底孔直径大。对于挤压螺纹,基本思路是先进行理论计算和模拟分析,再进行加工实验.最后确定出所需工件的底孔直径极限值。原则上底孔直径须大于螺纹小径,在参照有关工程手册选择钻头直径的时候,要结合被加工材料的塑性和钻孔的扩张量,在保证加工出合格牙型的前提下,注意底孔的圆柱度。尽可能保证有足够的空隙来容纳被挤出的金属。
(2)盲孔的加工要点
      为了保证螺纹的有效工作长度和丝锥的安全,预钻盲孔的底孔时务必要使钻头主切削刃外端点加工的深度超过丝锥顶端的行程(一般可超过1~1.5mm)。 在孔深受结构限制而不能太深的情况下,可追加平头钻清根:还可以考虑使用切削部较短的丝锥。在丝锥进入前应彻底清理孔内的积屑。
      对于在不锈钢等难切削材料上加工长螺纹(超过螺纹直径的2倍),首先要确保底孔直径尽量大(取公差内的上限值),应及早更换钻头,避免钻头侧刃过度磨损;其次要确保底孔深度,条件允许的话可以适当深些,这样可选用切削部较长、切削刃较多的丝锥,以减小单齿切削余量和切削阻力;再有就是要减低切削速度,使用合适的切削液。
(3)倒角
      攻螺纹前,人口处须先倒角(锪孔),既清理毛刺,又方便丝锥的导人;如果倒角工序被安排在攻螺纹之后的话.人口处的螺纹容易受挤压而发生变形,影响使用。考虑到攻螺纹引起的隆起变形,倒角刀的顶角不能小于60。,并保证孔表面最大倒角直径d而超过螺纹大径d。
(4)切削液
加工中心上经常是多种不同刀具的循环加工,这种情况下多半依然用基乳化液:而螺纹加工比较强调润滑,因而应加强对切削液的管理,控制浓度在合适的范围(通常7%~8%)。若乳化液浓度过高(> 15%),对于有色金属等软材的小孔攻螺纹,切削液在丝锥快速进入底孔的过程中来不及排出,会挤压孔径使其变大。若非多种刀具循环加工,而是单独攻螺纹则可根据材料选择更合适的切削液。
(5)装夹
        工件的装夹要稳固,不能有松动,特别是在液(气)压夹紧的情况下,应注意避免因压力波动而引起的夹紧力小的现象。薄壁加工的时候,应检查装夹盲区,避免切削振动。要设法让丝锥伸出长度尽可能短一些,提高刚性。
(6)工件材质
必须结合工件材质选择合适的丝锥。一个较实用的办法是咨询有资质的刀具供应商。

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