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攻丝加工的几大要点,刀柄的选择很重要

作者:JZ Editor     时间:2020-11-20 14:42     已有 人浏览
攻丝是用丝锥在工件的孔内部切削出内螺纹,加工制造用使用十分广泛。
 
 
而决定丝锥性能的因素包括:工件材料、切削速度、切削刃材料、刀柄选择、孔深确定等,比如刚性刀柄就仅适用于同步攻丝,浮动刀柄不建议在卧式机床上使用:
 
 
其实从攻丝加工的设计阶段开始,很多细节就决定了最终的性能,具体我们来看看详述:
 
 
设计高性能的攻丝加工
 
(1)攻丝过程需要考虑的因素有:工件设计、丝锥设计、应用。其目标是降低切削力,同时丝锥强度达到最大。
 
(2)平衡各种选项: 必须兼顾应用的方方面面
 
 
(3)丝锥设计要点
 
•对于形成长屑的较软的粘性材料,丝锥结构比较简单,前角和钩形角度较大,后角和避空较大,容屑空间大。
 
•对于硬性材料,丝锥应具有重载结构,前角和钩形角度小,铲背和后角小,切削压力较高,横截面大。
 
(4)丝锥设计需考虑的因素:丝锥槽型、刀具材料、表面强化处理。这些设计特点必须保持平衡,才能提供适当的切削,切屑控制,润滑和扭转强度。
 
 
必须在切削中途停止并反转出孔,而切削依然留在沟槽中。这就给金属加工中的攻丝和丝锥的设计带来一个最大的挑战。
 
 
丝锥的形状
 
(1)丝锥切削面的类型
 
 
①正确选用丝锥正向钩形丝锥
 
 
②正确选用丝锥小的或负向钩形角丝锥
 
 
(2)丝锥切削锥
 
 
每增加一个切削锥齿,丝锥使用寿命都会按指数延长。测试表明每加半个切削齿螺纹, 刀具使用寿命就会加倍。与其他刀具不同, 丝锥切屑荷载只能随着排屑槽数量和切削锥长度改变而改变。
 
 
(3)倒锥:与其他所有的刀具类似,丝锥也略有倒锥。
 
 
(4)螺纹铲背
 
 
螺纹铲背的优点有:
 
切削轻快,热量积聚少;
 
丝锥上缠绕,粘结的材料少(粘屑,积屑瘤少);
 
可采用较高的攻丝速度;
 
补偿工件材料的塑性变形。
 
螺纹铲背的缺点有:
 
切削刃变脆,易于崩刃;主轴和装夹(包括浮动刀柄)刚性不足是会使螺纹变差,在反转时非常细小的切屑可能会嵌入使切削刃崩刃。
 
 
攻丝加工的几大要点
 
 
(1)确定螺纹百分比
 
 
钻头钻孔尺寸确定了螺纹底径与螺纹高度的百分比,使用的钻头直径越大,达到的螺纹高度比越小。
 
 
(2)底孔尺寸的选择
 
 
 
一般首选螺纹高度的65%到70%;
 
 
83%高度的螺纹仅比65%高度的螺纹强度大2%,但是攻丝扭矩超过其两倍。
 
(3)常见问题
 
①产生削顶的原因
 
 
手动攻丝
 
–手动进给不协调,进给太快或太慢;
 
机床攻丝
 
–非同步攻丝循环编程不当;
 
丝杠机床
 
–丝杠磨损或丝杠调整螺母松动产生背隙;
 
凸轮进给机床
 
–凸轮廓形不对或磨损;
 
采用气动或液压的机床
 
–不可控,压力太高或太低;
 
齿轮进给机床
 
–齿轮调整不当或磨损产生背隙;
 
②解决削顶问题:对于最精密的螺纹,进给应与主轴转速同步。进给量和主轴旋转必须与螺纹螺距相匹配。
 
(4)CNC机床同步攻丝的优点
 
螺纹深度控制、孔到孔尺寸一致、消除削顶、必要时可以复攻。
 
 
(5)刀柄的选择
 
用于非同步攻丝:具有固定攻丝循环的采用钻进给的CNC机床– 凸轮,齿轮,气动,或液压进给机构;用于同步攻丝:遇到尺寸过大/尺寸过小螺纹时。
 
 
 
(6)刀柄维护:适当的刀柄维护可以确保加工高质量螺纹,和丝锥的使用寿命。内部机构不应该有切屑和碎片,经常测试刀柄,尤其是使用水溶性冷却液时。
 
 
丝锥的切屑处理
 
(1)孔的类型和切屑处理
 
 
(2)挤出切削,螺旋排屑槽丝锥
 
 
螺旋排屑槽丝锥的锥芯很薄,是丝锥设计中最脆弱的部分。因此,速度要比直排屑槽丝锥低30%~40%,以免断裂。 
 
(3)拉出切削
 
 
(4)直排屑槽丝锥
 
强度最大的丝锥,推荐用于易断屑的材料,如黄铜和铸铁或硬化钢,通常需要冷却液或气体 冲洗排屑槽中的切屑。
 
 
(5)挤压丝锥:其加工特点是,无论在通孔还是盲孔中都不产生切屑。
 
 
(6)切削丝锥与挤压丝锥对比
 
 
(7)底孔尺寸对挤压螺纹的影响
 
 
丝锥选择基础
 
前面说了那么多有关丝锥加工思路设计、刀柄选择、切屑解决的问题,最后要说的是,在最基础的丝锥选择上,我们需要了解:
 
孔的类型,通孔,盲孔还是深孔;
 
最小钻孔深度;
 
要求的最短螺纹深度;
 
是否考虑采用挤压丝锥;
 
攻丝的工件材料。
 
以此来决定丝锥的使用:
 

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