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  • 日期: 2014-06-21
  
1.丝攻的选定
1-1丝攻的种类
   丝攻因使用目的,用途而有各种不同的分类,按JIS规格上规定的有手用丝攻,螺旋丝攻,先端丝攻,挤压丝攻等等,主要的形状,构造分类有如表1几种。
表1丝攻的分类

 

区分
丝攻的种类
等径手用丝攻
一般用手用丝攻、铸铁用手用丝攻、压铸件用手用丝攻、塑胶树脂手用丝攻、高硬铜用手用丝攻、螺套用丝攻、粗柄手用丝攻、硬质合金丝攻
螺帽丝攻
螺帽丝攻
管用丝攻
一般管用推拔丝攻、短螺纹形推拔丝攻、铸铁用推拔丝攻、一般管用平行丝攻等
先端丝攻
一般用先端丝攻、不锈钢用先羰丝攻、深孔用先端丝攻、枪膛丝攻(Gun Flute Tap)
螺旋丝攻
一般用螺旋丝攻、不锈钢用螺旋丝攻、高碳钢用螺旋丝攻、深孔用螺旋丝攻、左旋螺旋丝攻
挤压丝攻
铜铁用无槽丝攻、非铁合金用无槽丝攻、铜铁用非圆丝攻、非铁合金用丝攻
柄部特殊丝攻
莫氏锥柄丝攻、弯柄丝攻、套柄丝攻、内容屑丝攻、长柄丝攻、皮带轮丝攻
复合丝攻
带钻头丝攻、带绞刀丝攻、增异径丝攻、带导杆丝攻
刃部可换丝攻
壳型丝攻、镶刃丝攻
其它
直径增大丝攻

 

1-2丝攻的材质
高速度工具钢已由以前所用的钨系(W)转用发展到轫性高的钴系(Mo)了,富于刚性的M7高钼高速工具钢己成了现在代表性的丝攻用钢料。
   含钼高速工具钢结晶细致而富有韧性的特征,对热处理温度敏感,容易脱碳,对此需要有很高的热处理技术。
   而且被削材料的高度硬化,攻牙作业要求效率高的缘故,丝攻材料应根据各种条件需要,有高温高强度的作业时应选用含钴(CO)高速工具钢,或有需要耐磨性的作业时则选用高钒(V)高速工具钢。各丝攻用高速钢的化学成分如表2。
表2各高速工具钢(丝攻用)化学成分
分类
记号
化学成分(%)
JIS
AISI
C
Cr
Mo
W
V
Co
SKH2
SKH3
T1
T4
0.8
0.8
4.0
4.0
----
----
18.0
18.0
1.0
1.0
----
5.0
SKH9
SKH52
SKH53
SKH55
------
------
------
M2
M3-1
M3-2
M35
M7
M41
M42
0.8
1.05
1.2
0.8
1.0
1.1
1.1
4.0
4.0
4.0
4.0
4.0
4.3
3.8
 
5.0
5.0
5.0
5.0
8.8
3.8
9.5
6.0
6.0
6.0
6.0
1.8
6.8
1.5
2.0
2.4
3.0
2.0
2.0
2.0
1.2
----
----
----
5.0
----
5.0
8.0
1-3振幅
   柄部与螺纹部偏心的许容差。JIS规定如表3,此偏心一大,切削时则需份外力量,内螺纹会扩大也易使丝攻折断或其刃部缺损,选用偏心精度高的丝攻至关主要。

等级

 
品名
表3柄部螺纹偏心的许容值(mm)

 

 
1
2
3
等径手用丝攻
0.03
0.04
0.2
螺帽丝攻
-----
0.04
0.12
管用丝攻
-----
0.04
0.2
 
 
1-4吃入部
丝攻的切削作用主要靠吃入部,刃部锋利,耐久性,对内螺纹的精度及加工面光度的影响也很大。使用时吃入部长度的选定至为重要。一般通孔,不通孔但其螺孔底有 够宽裕的情形时,以吃入部长者之性能较佳。攻牙达孔底的情形时应使用成组丝攻或使用第三攻丝攻。
表4吃久部长度锥度
丝攻种类
吃入部长度
锥度
手绞丝攻(1#)
9牙
4o
手绞丝攻(2#)
5牙
7.5o
手绞丝攻(3#)
1.5牙
24°
螺帽丝攻
螺纹部长的75%
1.5°
管用推拔丝攻
2.5牙
15°
管用平行丝攻
4牙
11°
螺旋丝攻
2.5牙
15°
先端丝攻
4牙
9.5°
1-5槽部
丝攻和其他切削工具一样,有适用于所削材料的切削角。通常切削角大者锋利度好,其加工面也发送,但刃锋损坏快,被削成的内螺纹的精度也易变得不稳定。因此对不易于损坏刃锋的软材料,,是应注重在对被削材料的锋利度上,使切削角加大。但对硬材料则为防止知损坏而使角减小。
丝攻的槽型,有球面切削角、平面切削角两种,球面切削角在锋利度良好,而平面切削角主要在改善刃锋的强度,为此原则上对软材以球面切削角为佳,而对硬材则以平面切削为佳。

 

表5被削材料与切削角

 

切削材料
性质
丝攻应考虑的问题
切削角(o)
低碳钢、铸钢
质软,易引起不良加工面融着
切削角加大,氧化
10~13
中高碳钢、工具钢
工具磨耗大
材质硬度加高
5~7
锰钢铬
10~13
不锈钢
融着性加大,加工硬化性加大
切屑强而连续
加强切削角,用螺旋丝攻,氧化处理
10~13
铸铁
工具磨耗大,扩大量小,切屑成粉状
为防止磨耗减小切削角,施以氮化处理,加大尺寸
2~4
质软、延展性大,易起不良加工面,切屑堆积堵塞
加大切削角,减薄刃厚,挤压丝攻较好
16~20
 
铝合金
类似铸铁情形,易起不良加工面
加大切削角,加大尺寸,挤压丝攻较好
12~14
质软、延展性大;切削连续,扩大量小
加大切削角,加大尺寸,螺旋、挤压丝攻较好
16
铜合金
黄铜
易引起不良加工面(振波),扩大量小
减少切削角,加大尺寸,挤压丝攻对黄铜较好
3~5
青铜
1~3
熟硬化性树脂
工具磨耗大,扩大量小(收缩)切屑成粉状
减少切削角,加大尺寸,氮化处理
3~5

 

1-6落量
丝攻的螺纹部在攻牙时虽有引导作用(丝攻的自行作用),但因切削性差的材料或丝攻外径大、丝攻与切削的内螺纹之间的摩擦阻力很大这是构成丝攻的融着、引起内螺纹加工面不良的主要原因。为此螺纹刃锋口起向刃背约有一小小的间隙,此称为丝攻落量。
1-7丝攻的表面处理
丝攻的切削性能虽受到其形状、材质、热处理等的影响,但表面处理对改善性能、使用寿命有很大的关系。
其主要有以下几种:
1-7-1氧化处理(Homo)处理
此对容易产生融着的软粘材料及深孔加工的效果较好。
氧化(Homo)处理是将工具放500~550的水蒸汽中加热30~60分钟,使工具表面上Fe3O4,此是一种氧化处理法,其氧化皮膜的厚度在1~3μ的范围。此皮膜因是多孔质的原故,能保持住切削油减少摩擦热,有防止丝攻表面融着的作用。
1-7-2氮化处理
对难切削材料、高抗拉力钢、铸铁等这些攻件,丝攻容易发生磨损,此时氮化处理后,效果较好,另表面润滑欠缺的材料也有很明显的效果。
1-7-3 TIN涂层
对软材料和硬材料均有很好的性能,适用范围很宽,能提高表面硬度、耐磨性、耐热性,减小摩擦系数,能大幅度提高丝攻的使用寿命。
2.攻牙条件
攻牙是在切削加工过程中最难以切削的一种作业,攻牙影响因素很多,综合起来也难以解决所有问题。因此应预先对攻牙作业的复杂条件、方法以及与工具品质等作一番调查,再选定相应的丝攻。表6所示是攻牙条件的影响因素。
2-1 被切削材
攻牙作业中,切削材料的性质对其手忙脚乱工具寿命、切出的内螺纹精度,及加工面汹涌度等有很大影响。就切削角一项而言,同时是16°在,而铜合金人铜墙铁壁、青铜)时却是3°。除切削角外,如有效径、硬度或表面处理等都应加以综合考虑,这样对丝攻的性能寿命都会有明显改善。
2-2下孔径
攻牙作业的难易显然受到下孔径所影响。下孔径只要在内螺纹公差范围内,不论采取多少,对螺纹的强度无大差异,所以在允许限度内尽可采取大一些。下孔径一小,切屑量则增加,切削扭力增大,容易导致丝攻的磨耗或折损。例如连接率由80%增至100%,切削扭力则增大2倍的情况也曾有过。
有关公制粗牙螺纹、公制细牙螺纹、英美统一粗牙螺纹及英美细牙螺纹在JIS、B1004(螺纹下孔径)规格上有下孔径的规定。(提供参考:JIS B4305~1958韦氏粗牙螺纹用下孔径)在下孔径选定上有以下几点需考虑:
下孔径的大小对丝攻寿命、作业效率、及削成内螺纹的精度均有影响,所以在内螺纹内径许容差限度的尺寸内尽可能加大。
软质材料及相配长度较短而且螺纹扭力不足的情形时,下孔径要小得使攻牙无困难程度。
配合长度长者及内螺纹强度比螺栓折断强度(调质高抗拉力钢、不锈钢等难削材)者,其下孔径须大。
根据上述几点,以钻头钻下孔时,普通所钻得的孔比钻头外径大(在连接率方面约能减少6-7%),所以选用钻头连接率可用下式表示
                      
切削油剂有润滑、冷却及搞融着的三种作用,此称为切削三要素。攻牙的过程中进行着非常复杂的切削作用,所以必须给予充分的切削油来改善切削作业。
切削速度,受到丝攻材质、种类、吃入的牙数、下孔形状、切削材料及切削油等使用条件的影响。
表7不同削材料与切削速度、切削油

 

被削材
切削速度(m/min)
切削油
HT
SFT
POT
超硬丝攻
无沟丝攻
低炭素钢
C0.2%以下
8-13
8-13
15-25
----
8-13
硫盐化系不溶性
切削油
攻牙油膏
植物性油
中炭素钢
C0.25~0.40%
7-12
7-12
10-15
----
7-10
高炭素钢
C0.45以上
6-9
6-9
8-13
----
5-8
合金钢
SCM
7-12
7-12
10-15
----
5-8
调质钢
25~45
3-5
3-5
4-6
----
----
不锈钢
SUS
4-7
5-8
8-13
----
5-10
析出硬化型不锈钢
17-4PH·17-7PH
3-5
3-5
4-6
----
----
工具钢
SKD
6-9
6-9
7-10
----
----
铸钢
SC
6-11
6-11
10-15
----
----
铸铁
FC
FCD
10-15
7-12
----
7-12
----
10-20
10-20
10-20
----
----
乳化剂型
水溶性切削油
不水溶性切削油
Cu
6-9
6-11
7-12
10-20
7-12
不水溶性切削油
(不活性型)
乳化剂型
水溶性切削油
矿油
植物油
黄铜、黄铜铸物
Bs·BsC
10-15
10-20
10-25
15-25
7-12
青铜、青铜铸物
PB·PBC
6-11
6-11
10-20
10-20
7-12
铝压延材
AL
10-20
10-20
15-20
----
10-20
铝合金铸物
AC·ADC
10-15
10-15
15-20
10-20
10-15
镁合金铸物
MC
7-12
7-12
10-15
10-20
----
热硬化性塑胶
 
10-20
----
----
15-25
----
水溶性切削油
喷雾给油式
空气冷却
干式切削
热可塑性塑胶
 
10-20
10-15
10-20
10-20
----

 

备注:1. TIN(钛处理)切削速度则依上表×1.3倍:
      2.攻牙尝试在外径2倍以上时则依上表切削速度降20%~30%。
 
2-4 机械、夹具
关于攻牙的设备大体可分为如下几种,其中任一项有不顺当都会使攻牙产生异常情况。
机械(机构、容量、刚性、主轴状态)
丝攻夹具(构造、容量、浮动性、轴心偏心)
材料夹具(夹具支撑方法、保持为、偏心)
2-4-1机械
所用机械应充分能耐攻牙扭力。因为推动进给装置对被削内螺纹精度影响很大,所以导杆进刀方式较理想,最近此种自动攻牙机已普及起来了。其他有油磨进刀、凸轮进刀,及一般如钻订以手操作进刀等等,只要进刀速度适当,就能求得内螺纹精度的稳定性,一般立式机械可切屑障碍得到缓和,而切削油有循环时则用卧式机械较好。
2-4-2丝攻夹具
接装置分类,夹具有默写式和浮动式两种(仅轴方向、仅横方向、轴横两方向),但因丝攻与下孔容易发生轴心错动的发型时,应用浮动式较为理想。而且为了防止丝攻的折损,有一种扭力过大时则有摩擦板及离合器作用方式的机械装置,对容易发生丝攻折损的未透孔有很好效果。
2-4-3被切削物夹具
    被切削物(工件,胚件)因形状不同,其夹持的方法虽有很多种,但最重要的是不会因为下孔的偏 ,丝攻与下孔的偏心,丝攻的扭力而使工件挟持不会有错动.
3.挤压丝攻特点及耐久性
3-1挤压丝攻的特点
1)攻牙时不会产生切屑,因没有切屑适合于盲孔的螺纹加工且可以省去切屑的处理时间.
2)没有切削槽,丝攻断面积较大,故耐力,扭力强度大,丝攻寿命较长,也没切削的干扰故不易折损.
3)内螺纹的加工面为压造面外观美丽,光滑,材料纤维连续没切断,螺纹强度约增加30%精度稳定.
4)母螺纹塑性流动成型面粗度良好,有效径的偏差较少.
5)以塑性加工方法作为母螺纹的加工用工具,适用于延展性良好的材料,如铝,红铜,黄铜,低碳钢材,不锈钢及非铁金属攻牙作业.
3-2挤压丝攻之耐久性比较

 


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