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攻絲的難點(diǎn)及解決方法

說到加工中的困難工序目溉,攻絲應(yīng)該歸入最困難的一類。在一般的金屬加工中,通常是迅速切除金屬并形成光潔表面蓉肤,工序就算終結(jié),但攻絲卻不完全是這樣什箭。首先棋捷,攻絲后形成的螺紋必須符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定并能和相配的緊固件旋合;其次最仑,一般工序切削終了退出刀具十分簡單藐俺,而攻絲完成后退出絲錐所花費(fèi)的時(shí)間,有可能同切削螺紋花費(fèi)的時(shí)間一樣多泥彤。所有這些欲芹,使得攻絲成為一道既不可缺少卿啡,又是緩慢而令人厭煩的工序。
除了上述共性問題之外菱父,其它一些因素也會(huì)增加攻絲的困難:這些因素主要可分為同材料有關(guān)和同操作有關(guān)二大類颈娜。而不論在何種情況下,絲錐的正確選擇都會(huì)對(duì)攻絲效果產(chǎn)生截然不同的影響:攻很多孔滞伟、攻一個(gè)孔或完全攻不動(dòng)揭鳞。下面簡要介紹一些現(xiàn)場工藝人員和工具制造技術(shù)人員在克服攻絲困難時(shí),已經(jīng)做過的工作梆奈。

工件材料的問題

在難加工材料上攻絲野崇,可能是一件既費(fèi)工又費(fèi)錢的事。
Besly products公司的工程經(jīng)理Dan Gajolosik指出:在難加工材料上攻絲的主要困難亩钟,是由于切削時(shí)產(chǎn)生的熱量和工件材料的收縮包住了刀具乓梨。鈦合金在這方面表現(xiàn)得最為明顯。他建議林慷,在這種材料上攻絲時(shí)浓蜈,采用的絲錐要有較大的齒形鏟背量和倒錐度,以防絲錐工作卡死否胸。
此外芳迅,Gajolosik指出,絲錐基體的強(qiáng)度也很重要馆梦。由于工件的硬度和強(qiáng)度高蕾胶,常使絲錐牙頂很快磨鈍。這種情況下桐继,則推薦采用高性能高速鋼絲錐刘耀,它們具有較高的韌性、紅硬性以及抗變形和抗磨損性能蚤弃。
Guhring公司的絲錐應(yīng)用專家Paul Motzel說召藻,當(dāng)設(shè)計(jì)加工硬材料的絲錐時(shí),采用小前角是至關(guān)重要的偿尘,這可使絲錐切削時(shí)有較大的支承忆某。
Stellite 引是一種鎳基超級(jí)合金,屬于最難加工的材料之一阔蛉。Mike Brown是一計(jì)算機(jī)集成加工公司的業(yè)主褒繁,接到了一批訂單。要用這種材料加工航天發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇葉片馍忽。每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)25片棒坏,每件上要加工一個(gè)10~32UNF —2B的螺方通孔,作為拆卸葉片時(shí)旋入頂絲之用遭笋。
開始時(shí)坝冕,公司了解到這種材料有很強(qiáng)的“記憶”功能——加工后縮回原狀的傾向徒探。為克服這種形狀記已問題,Brown首先把底孔做得大一點(diǎn):圖紙規(guī)定底孔比直徑0.159″(4.0386mm)喂窟,實(shí)際鉆成0.161″(4.0894mm)测暗,大了0.002″(0.0508mm),這可使攻絲工作量輕一點(diǎn)磨澡。但第一支絲錐試驗(yàn)時(shí)碗啄,發(fā)現(xiàn)只能攻1~2個(gè)孔就崩裂。
Brown發(fā)現(xiàn)絲錐發(fā)出高音調(diào)的噪聲队乔,就像正在踩煞車那樣隅贫。從而意識(shí)到肯定什么地方出現(xiàn)了問題。Brown試驗(yàn)用的絲錐拾肚,每支價(jià)格為18美元做销,只能攻1~2個(gè)孔。他想通過反復(fù)摸索奶匆,試圖找到一種更合適的絲錐对夹,使加工孔數(shù)能多一點(diǎn)。
最后晕围,確定采用OSG工模具公司生產(chǎn)的高速鋼Exotap型絲錐极哨,可以加工4個(gè)孔。Brown說:“這種絲錐每支12~15美元黑寻,分?jǐn)偟矫靠踪M(fèi)用3~4美元硼屁,價(jià)格偏高。不過對(duì)于加工這種材料壕哩,費(fèi)用還不算高钧宠,但若使用接近20美元一支的絲錐男窿,只攻一個(gè)孔扎运,那是無法接受的∫粒”
是否進(jìn)一步采用硬質(zhì)合金絲錐?Brown認(rèn)為不可行豪治。他說:“對(duì)這類工件,用硬質(zhì)合金刀具鉆孔是可以的扯罐。但是它太硬负拟,而硬質(zhì)合金絲錐對(duì)加工條件的寬容度較小,所以不宜采用歹河⊙谡悖”
但是,這并不是說硬質(zhì)合金絲錐完全不能用于該工件的加工秸歧。實(shí)際上厨姚,在Exotap絲錐攻絲之后衅澈,工件從夾具卸下,第二道工序就是用一支60美元的硬質(zhì)合金絲錐谬墙,對(duì)螺孔進(jìn)行手工校正今布。
Brown認(rèn)為,選定適當(dāng)?shù)慕z錐以后并不是萬事大吉育另。進(jìn)而選擇適當(dāng)?shù)?a target="_blank" class="mmstipl2" >潤滑劑同樣至關(guān)重要掩半。在一位工藝師朋友的建議下,他改變了絲錐的潤滑劑衷谋。目前采用Castrol公司的絲錐潤滑膏溉谣,每次攻絲前,將潤滑膏刷到絲錐上使用旬敞。
金剛石工模具公司的工長Dan Welter提供了另一個(gè)難加工材料的攻絲實(shí)例蒸橡。該材料是一種超級(jí)奧氏體不銹鋼Al 6XN,具有抗氧化腐蝕性能深境,廣泛用于輸送液體的零件每玛,如原類零件等。該材料的鉻旅雇、鎳芦赔、鉬含量很高(分別為20%、24%和6%)跃旁,并且有較高的硬度 (HRB88)和冷作硬化的傾向桥膝。
這是一個(gè)打印機(jī)的墨水輸送泵,Welter要在零件上攻六個(gè)4~40螺紋的通孔撒穷,每邊打三個(gè)孔匣椰,孔深為6.35mm。要求在工件上一次鉆出底孔端礼,然后攻絲禽笑。開始,他采用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼TiN涂層絲錐蛤奥,但材料硬度過高佳镜,致使絲錐崩裂。Welter試驗(yàn)了六種不同的高速鋼絲錐以后凡桥,終于放棄了采用標(biāo)準(zhǔn)絲錐解決問題的打算蟀伸,并開始尋求新的解決方案。發(fā)展現(xiàn)擠壓絲錐能解決這個(gè)問題缅刽,盡管迄今都認(rèn)為擠壓絲錐僅適用于軟性材料啊掏。
他采用了一種OSG公司生產(chǎn)的絲錐。據(jù)OSG公司有關(guān)人員介紹衰猛,該絲錐帶有一種Electra LUBE涂層迟蜜,厚度為2.54μm谢肾,是一種軟性的固體潤滑劑,沉積在絲錐上形成光潔的表面苹衰,使絲錐在工作時(shí)扭矩減小芬赢,并防止粘結(jié)、堵塞棘爱、擦傷等情況發(fā)生眷幢。

深盲孔攻絲

攻絲遇到的不僅是工件材料的難加工問題。有時(shí)柜棠,攻絲的操作技巧也是復(fù)雜而微妙酒舶。例如盲孔攻絲。Roberts Automatic Products公司的工藝工程師Dave Sibinski指出歇决,盲孔攻絲最大的困難是要把孔底的切屑排出宇赁,以防止絲錐擠壓切屑。
Sibinski 指出芹蟹,盡管圖紙上不一定要求螺絲清根凳嘁,但實(shí)際的工況是要清根的。因?yàn)樗郎苷溃诿た坠ソz中只磷,為中滿足圖紙規(guī)定的要求,必須準(zhǔn)備好空間讓絲錐攻到足夠的深度泌绣。這就要把孔鉆得深一些钮追。但若鉆得太深超過切口鉆到下一個(gè)零件上去,則又會(huì)造成偏心問題阿迈。此外元媚,他又指出,在鉆較深的盲孔時(shí)苗沧,其收尾段也會(huì)出現(xiàn)中心逐漸偏移的現(xiàn)象刊棕。
在金剛石工模具公司,Welter需要攻一個(gè)5/16"-18螺紋盲孔崎页,深1″鞠绰,材料為304不銹鋼腰埂,攻絲深度達(dá)3倍直徑(螺紋直徑5/16″飒焦,即7.9375mm——譯注)。Welter提出屿笼,需要一支剛性強(qiáng)牺荠、排屑好的絲錐一次加工完成。他很快排除了采用擠壓絲錐的方案担擦。由Prototyp公司提供了一種Paradur triple S型絲錐例杰,這種絲錐是該公司生產(chǎn)的用于難加工材料ECO系列絲錐的一種拟晋。Prototyp是Sandvik CTT公司的成員之一。該公司的技術(shù)銷售經(jīng)理Mathias Armbruster指出侥丝,該絲錐采用大螺旋角蛇狐,使攻絲深度可達(dá)到數(shù)倍直徑。同時(shí)贬打,大螺旋角又使切屑卷得很緊腿宛,可以防止切屑在柄部纏成一團(tuán)。
除了供應(yīng)刀具以外猫荤,工具制造商常和用戶的工藝人員緊密合作顶山,解決攻絲難題。如:Firth Brown工具公司的高級(jí)工程師Sai Kin Eng就幫助用戶解決直徑18mm,深度達(dá)60mm的螺紋攻絲瞭芬。他說刨塔,深孔攻絲有很多因素導(dǎo)致的困難。首先是冷卻液輸送困難卜壕。因?yàn)榍行级氯诳字心裕估鋮s液很難到達(dá)刀具/工件的接觸區(qū)。當(dāng)然轴捎,若工件材料的延伸率大被冒,可以采用擠壓絲錐,這種絲錐工作時(shí)沒有切屑轮蜕。但螺紋底孔直徑要接近中徑尺寸昨悼,而且公差要比普通絲錐攻絲時(shí)嚴(yán)一些。
為了幫助冷卻液輸送跃洛,可選用內(nèi)冷卻絲錐率触。也可在絲錐上開多個(gè)油槽,或采用特殊的潤滑涂層汇竭。這些措施都可以降低工作溫度和防止切削刃軟化葱蝗。Firth Brown在幫助用戶采用一系列措施后,最終使刀具壽命提高35%(原文為降低了50%细燎,疑為印刷錯(cuò)誤——譯注)两曼。
盡管上面所述很難包括工藝人員會(huì)碰到的各種潛在問題,但是玻驻,討論到的攻絲問題瞳胸,提供了現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中如何解決問題的思路和做法。從中我們可以清楚地看到冷吏,解決攻絲中的難題节拷,需要有極大的耐心。


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