不銹鋼工件小徑內(nèi)螺紋的切削--擠壓組合加工
在不銹鋼工件上加工小螺紋孔歷來(lái)是一個(gè)難題。由于不銹鋼材料塑性變形大傻牙,韌性好降井,加工硬化嚴(yán)重,切削抗力大束敦,且攻絲加工是在半封閉狀況下進(jìn)行侨直,散熱條件差,排屑困難匾瓣,切削扭矩往往超過(guò)絲錐的強(qiáng)度極限而導(dǎo)致絲錐折斷靠婴。我們通過(guò)對(duì)切削絲錐和無(wú)屑擠壓絲錐加工內(nèi)螺紋時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析,采用切削—擠壓組合加工方式在不銹鋼工件上加工小螺紋孔袱耽,取得了較理想的效果杀餐。
不同加工工藝的比較分析
在不銹鋼工件上加工M3以下小螺紋孔時(shí)干发,傳統(tǒng)加工工藝是以三支絲錐為一組,用鉸桿手工攻絲史翘。將三支修磨為不同外徑的切削絲錐從小到大分為三錐枉长,首先攻頭錐,然后依次攻二錐琼讽、三錐成型必峰。切削量按不同比例分配給三支絲錐,可使每支絲錐承受的切削扭矩減小钻蹬。但采用這種方式加工時(shí)吼蚁,有時(shí)絲錐仍難免折斷,且加工一個(gè)螺紋孔需三次手工攻絲脉让,加工效率很低桂敛。
采用無(wú)屑擠壓絲錐代替切削絲錐加工內(nèi)螺紋具有絲錐強(qiáng)度高、無(wú)需刃磨溅潜、加工精度高术唬、效率高、質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)墅瑟。對(duì)于純鋁類材料的內(nèi)螺紋加工避扎,只要底孔尺寸選擇合理,便可用擠壓絲錐一次冷擠壓成型枪素。但對(duì)于不銹鋼材料的內(nèi)螺紋加工咬跷,由于材料的冷擠壓扭矩太大,無(wú)法一次擠壓成型芹倔,為保證擠壓扭矩不超過(guò)擠壓絲錐強(qiáng)度演避,就必須擴(kuò)大底孔直徑,這勢(shì)必造成擠壓形成的螺紋牙型高度不夠威脯,螺紋內(nèi)徑超差偶咸。
切削—擠壓組合攻絲方法結(jié)合了上述兩種工藝方法的特點(diǎn),采用兩支絲錐進(jìn)行加工跨略,即首先在選定底孔上用經(jīng)修磨的切削絲錐攻絲殊泼,然后再用無(wú)屑擠壓絲錐冷擠壓成型。在加工過(guò)程中烁犀,由于頭錐是在較大底孔(與單用切削絲錐攻絲相比)上進(jìn)行切削码日,而二錐又是在不完整牙型基礎(chǔ)上進(jìn)行擠壓,因此無(wú)論是作為頭錐的切削絲錐视搏,還是作為二錐的擠壓絲錐审孽,其承受的攻絲扭矩均大大減小,絲錐不易折斷凶朗。采用切削—擠壓組合攻絲方法加工內(nèi)螺紋具有以下優(yōu)點(diǎn):①加工精度高瓷胧,尺寸穩(wěn)定显拳;②螺紋強(qiáng)度高,表面耐磨性好搓萧;③擠壓絲錐無(wú)需刃磨杂数,省時(shí)省力;④攻絲扭矩小瘸洛,容易實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)攻絲揍移;⑤加工效率明顯提高。
切削—擠壓組合攻絲工藝參數(shù)的選擇
采用切削—擠壓組合方法在不銹鋼工件上加工小螺紋孔時(shí)反肋,主要工藝參數(shù)(如切削絲錐的切削角度那伐、切削絲錐外徑、螺紋底孔直徑等)的選擇至關(guān)重要石蔗。為達(dá)到內(nèi)螺紋的加工精度要求披滑,相關(guān)工藝參數(shù)必須相互匹配,切削量和擠壓量必須合理分配轮拼。下面以加工深度為5mm的M2-6H通孔內(nèi)螺紋為例說(shuō)明主要工藝參數(shù)的選擇羹卷。
1.切削絲錐切削角度的選擇
根據(jù)切削—擠壓組合工藝的頭錐切削扭矩并不很大的特點(diǎn),M2 切削絲錐可選取如下切削角度:前角g=15°才延,后角a=8°淀胞,錐角f=17°。由于底孔直徑較大陈园,頭錐切削量較小两军,因此選取較大切削角度不會(huì)導(dǎo)致絲錐較快磨損、崩齒及折斷湘志。加工實(shí)踐表明备秋,選用該組切削角度的M2切削絲錐在頭攻過(guò)程中切削順暢。
2.螺紋底孔直徑的選擇
選用底孔直徑的大小直接關(guān)系到內(nèi)螺紋的加工精度羽抒。單用切削絲錐攻絲時(shí)畏帖,由于絲錐小徑不參加切削,因此底孔直徑通常等于螺紋外徑減去螺距丁恭,底孔直徑即為成型后內(nèi)螺紋的內(nèi)徑。而采用切削—擠壓組合工藝加工時(shí)斋日,底孔直徑大于成型后的內(nèi)螺紋內(nèi)徑牲览,這是因?yàn)閿D壓絲錐二攻冷擠壓后,原底孔直徑發(fā)生收縮成為內(nèi)螺紋的小徑恶守,即螺紋牙型隆起延伸第献。因此,根據(jù)擠壓絲錐的擠壓量正確選擇底孔直徑就成為保證螺紋加工精度的關(guān)鍵兔港。螺紋底孔直徑d0的選用公式為
d0=d-(0.6~0.7)P (1)
式中:d——螺紋外徑
P——螺距
經(jīng)多次切削試驗(yàn)庸毫,可確定在1Cr18Ni9Ti不銹鋼工件上加工M2內(nèi)螺紋時(shí)仔拟,二錐擠壓量為0.1mm,底孔直徑取?1.75mm飒赃;底孔經(jīng)頭錐切削和二錐擠壓(余量為0.1mm)后利花,直徑縮小為?1.62mm,符合M2-6H內(nèi)螺紋的內(nèi)徑尺寸要求载佳。
3.切削絲錐外徑的選擇
將切削絲錐的校準(zhǔn)部分沿全部螺紋廓形進(jìn)行鏟磨炒事,以減小絲錐的外徑,這樣既能減小切削絲錐的頭攻切削量蔫慧,降低切削扭矩仁吟,又可為擠壓絲錐進(jìn)行二攻留下一定擠壓量。切削絲錐外徑d1的選用公式為
d1=d-(0.2~0.3)P (2)
正確選擇切削絲錐的鏟磨量及確定切削絲錐外徑脯阔,其目的是合理分配頭攻切削量和二攻擠壓量夏捣,使擠壓絲錐在切削絲錐頭攻形成的不完整牙型(外徑過(guò)小,內(nèi)徑過(guò)大)上進(jìn)行冷擠壓摇值,從而形成符合尺寸精度要求的完整內(nèi)螺紋贵筹。
經(jīng)反復(fù)進(jìn)行切削試驗(yàn),可確定M2切削絲錐的外徑鏟磨量為0. 1mm胳雁,切削絲錐外徑為?1. 9mm瘤慕,二攻擠壓絲錐在外徑處的擠壓量為0.1mm。按此參數(shù)在選定的直徑為?1. 75mm 的底孔上進(jìn)行切削—擠壓組合攻絲康逝,形成的M2 螺孔符合M2-6H的尺寸精度要求鹰柄。
4.切削—擠壓組合工藝的適用范圍
在不銹鋼工件上加工M3以下小螺紋孔時(shí),只要工藝參數(shù)選擇適當(dāng)菲恢,均可采用切削—擠壓組合工藝擎融。切削絲錐的切削角度可按M2切削絲錐選取锁孟;螺紋底孔直徑和切削絲錐外徑分別按式(1)彬祖、(2)選用。
為使成型的螺紋孔內(nèi)徑達(dá)到規(guī)定的尺寸要求品抽,底孔直徑與切削絲錐外徑一般成反比關(guān)系储笑,即如果底孔直徑選大一些,則切削絲錐外徑應(yīng)選小一些圆恤;反之亦然突倍。
由于各種不銹鋼材料的物理機(jī)械性能不同,當(dāng)采用切削—擠壓組合工藝攻制不同的不銹鋼材料時(shí)盆昙,切削量和擠壓量的分配也應(yīng)有所不同羽历,底孔直徑和切削絲錐外徑也將有所區(qū)別,但均可在表1所列數(shù)據(jù)范圍內(nèi)合理選取。
工件經(jīng)切削絲錐頭攻后秕磷,螺紋孔必須清洗干凈诵闭,以免孔內(nèi)殘留的切屑影響擠壓質(zhì)量。頭攻切削與二攻擠壓均需加入適當(dāng)?shù)?a target="_blank" class="mmstipl2" >潤(rùn)滑液澎嚣,一般可選用工業(yè)用豆油或20#機(jī)油疏尿。
不銹鋼工件小徑內(nèi)螺紋孔的切削—擠壓組合加工綜合了切削加工和擠壓加工的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了切削絲錐和擠壓絲錐的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)湃儒,通過(guò)優(yōu)選各項(xiàng)工藝參數(shù)还纤,可順利加工不銹鋼工件上的小螺紋孔,是一種質(zhì)量好氯摆、損耗小埠邻、效率高的先進(jìn)加工工藝。
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