絲錐及其螺紋加工工藝的進展
2013年09月04日 11:30點擊:1691作者:默認來源:>>進入該公司展臺
絲錐是加工圓柱形圓錐形小孔徑內螺紋,用得zui廣泛的螺紋刀具之一。它是在鉆頭等加工出底孔上進行攻絲的,切削和排屑都是在極為狹窄的空間內進行,工作條件很差。加工時,它既要保證被加工螺紋孔的大徑,中徑,螺距,牙形角和光潔度達到規定的精度等級要求,還要求有較高的生產率。絲錐攻絲往往又是工件zui后一道加工工序,若絲錐折斷或其它質量事故,導致工件報廢,會造成很大經濟損失,故又要求它有一定的安全保障性。目前工件材料發展得越來越多,高性能難加工的材料所占比率不斷增加,這對絲錐又提出了更高要求。
絲錐本質是一個螺栓。為了構成切削刃和容屑槽,在前端做出切削部分,并沿縱向或螺旋方向開有溝槽。絲錐種類很多有;手用絲錐,機用絲錐。螺母絲錐,梯形螺紋絲錐,管螺紋絲錐,錐螺紋絲錐,擠壓絲錐等等。
絲錐種類雖然很多,但它們在結構上有共同的組成部分,即由刀體和刀柄所組成。刀體由刀齒,容屑槽,芯部等構成。刀體又可將它分為帶圓錐面的切削部分和圓柱面的校準部分。刀柄包括頸部和夾持部分。
切削部分擔負絲錐的整個切削工作,因有錐角,呈圓錐形,其上的刀齒的齒形與高度均是不完整的螺牙形狀,切削負荷分配在這幾個刀齒上。由于絲錐的切削負荷較重,前端剖面強度又較弱,因此必須正確設計切削部分錐度和長度等,以解決絲錐的負荷,強度與容屑之間的矛盾。錐角大,相鄰刀齒高度相差大,每齒切削厚度大,刀齒負荷重,軸向力增大,切入導向性能變差,表面質量下降。故在加工質量要求較高時,錐角宜取小值。但在加工盲孔螺紋時,為獲較長有效螺紋長度。錐角可取大值。一般機用絲錐的錐角約在4°-12°左右。切削部分刀齒數在樣本中會注明如B3.5-5.5,C2-3,E1.5-2.分別表示各類絲錐按其不同尺寸該部分刀齒數范圍。
校準部分擔負絲錐切削時的校準,修光和導向作用,也是絲錐重磨后的儲備部分。它是具有完整齒形的圓柱部分。為減輕和工件螺紋間的摩擦。它的外徑和中徑向刀柄方向可作成倒錐。
容屑槽數即構成每一圈螺紋上的刀齒數。槽數少刀齒較寬,容屑多不堵塞,排屑易,刀齒強度高,在切削層總面積不變的情況下,每齒切削厚度大,單位切削力,切削力矩減少。經驗證明在一定的切削條件下,三槽絲錐比四槽絲錐可減少扭矩10%-20%。槽數多、絲錐導向性好,加工精度光潔度較高。故可按絲錐類型,尺寸,工件材料和加工螺紋要求而定。容屑槽方向在標準絲錐時為便于制造常做成直槽。但為改善排屑和切削,也可做成螺旋槽。螺旋槽相當于刃傾角。切通孔右螺紋時,槽向取左旋,使切屑向前排出。切盲孔右螺紋時,則應取右旋,以便切屑向后導出,不致阻塞於孔底。絲錐具有螺旋槽尚可提高加工質量,特別在加工不銹鋼時。為改善直槽絲錐加工通孔時的排屑性能,可在其切削部分修磨出軸向負的刃傾角使切屑向前導出,減少積留在槽內,這樣提高切削速度,扭矩減少,切削輕快。其校準部分的槽可做得淺些,絲錐強度也得以提高。這種絲錐也叫螺尖絲錐。
絲錐的前角和后角均在端剖面測量,且均系指齒頂處的角度。加工塑性材料如鋼,鋁等,前角可取大些,加工鑄鐵可取小些。切削部分齒頂可鏟磨出后角。加工材料軟,后角可磨大些。加工盲孔螺紋的絲錐,或加工后需反轉退出的絲錐,為防止它們倒轉時切屑楔入刀齒后刀面背部和工件螺紋表面之間而產生刀齒損傷,后角宜取小些。
德國BASS公司是世界有名專業生產絲錐及其它螺紋切削工具的公司。他們制造絲錐的材料是高速鋼,粉末高速鋼,硬質合金。表面涂層有;TiN(金色),TiCN(藍灰色),TiAlN+WC/C(HL)(暗灰色),納米結構TiAlN(FNT)(紫灰色)等,表面處理有;氮化(NIT)(黑色),蒸汽發黑處理(VAP)(黑色)等.按不同加工要求,可將不同材料與不同表面涂層,不同表面處理配合使用,以發揮zui大的切削效益。它們的品種若以常用粗牙公制螺紋機用絲錐為例,可分五類:⑴多品種廣用(Variant)螺尖絲錐類-其特點是直槽,具有帶尖的頂角,實際各槽在*處軸向以螺線形態構成比其它產品更長的負刃傾角,螺線在絲錐頂部匯合成尖點(Sprialpoint)。這種結構用于加工通孔螺紋,可更好促使切屑向前排出。本類有多種材料與結構組合,以適不同工件材料攻絲。它們分別有適合一般材料加工的N型;適合高強度材料加工的H型;適合不銹鋼加工的VA型;適合鎳和鎳合金加工的Ni型;適合鈦和鈦合金加工的Ti型;適合高強度鎳鈦合金的TiH型;適合軟材料的W型;適合高速攻絲的HST型等。⑵*結構(Avant)類-特點為具有12°-20°螺旋槽角,適盲孔攻絲,切屑向后排出。可加工2倍直徑深度螺孔。此類也有分別適合加工一般材料,不銹鋼,高強度鋼,鎳和鎳合金,鈦和鈦合金,鎳鈦合金和鑄鐵,鑄鋁等的型號。⑶杰出(Dominant)類-其特點是結構上具有大的螺旋槽角38°-45°。適盲孔攻絲,zui大可加工3倍直徑深度螺孔。它也有分別適合加工多種材料,一般材料,不銹鋼,高強度鋼,軟材,韌材,高速攻絲等型號。⑷立異(Vario)類-具有直槽,但結構允許既可加工通孔,又可加工不通孔螺紋。適短屑材料加工。切屑容納在容屑槽中。它有分別適合加工一般材料,高強度鋼,灰鑄鐵,黃銅等型號。⑸強韌持久(Duramax)類-這類均為擠壓絲錐,擠壓絲錐是通過其刃齒擠入工件使金屬產生塑性變形而加工出螺紋。擠壓出的螺紋光潔度高,螺紋的金屬纖維不斷裂,并形成一層ā密的冷硬層,強度高,壽命長。絲錐的耐用度亦遠高于普通絲錐。其外形與普通絲錐相似,由圓錐形的擠壓部,圓柱形的校準部和柄部組成。它可由整體硬質合金,粉末高速鋼制成。可有有冷卻潤滑油槽和無油槽兩種。粉末高速鋼制的潤滑油槽有徑向和軸向排出兩種。硬質合金制的僅軸向排出一種。它們的涂層分別為TiN和TiCN。擠壓絲錐有自導性能,一般攻絲機床上可用。但所需扭矩比切削絲錐大約1-1.5倍。適加工塑性材料如軟鋼、鋁合金、銅、奧氏體不銹鋼等。
下面以它們的新產品來說明一下絲錐及其加工工藝的新進展:
高速攻絲(HST)絲錐-它有分別用于通孔與盲孔兩類。通孔用的為直槽螺尖絲錐,粉末高速鋼制,TiN涂層。不通孔用為方便排屑的加長45°螺旋槽絲錐,高速鋼制加多種表面涂層與處理。若以切削普通結構鋼為例,一般絲錐切削速度可用20-30m/min,而用同類型的高速攻絲絲錐加工通孔切削速度可達20-80m/min.加工不通孔可達20-60m/min.在加工不同材料時,高速攻絲錐可比普通絲錐生產效率可能高一倍多乃至2倍以上。小直徑絲錐-Bass公司生產的zui小直徑機用和擠壓絲錐為Ф1mm。分屬Vario類和Duramax類。兩者均可加工通孔與不通孔。
超長刀桿絲錐-Bass公司的機用絲錐zui長可達100mm-280mm。擠壓絲錐zui長可達100mm-200mm。
高精度刀柄-幾類高精度絲錐刀柄精度達h6,更易提高安裝精度和加工質量。
整體硬質合金絲錐-Bass公司生產的整體硬質合金絲錐,既有機用一般切削加工用的,也有擠壓加工用的。均是用超微粒硬質合金制造,它韌性高,強度、硬度也都較高。它的耐磨性遠高于高速鋼絲錐。但制造比高速鋼絲錐困難。硬質合金絲錐可加工鑄鐵、鋁合金、硬青銅、耐熱合金、淬火鋼、硬塑料、玻璃鋼等等。加工質量包括精度,光潔度均高。按不同被加工材料其zui高切削速度也可達60-80M/min。
Bass公司的硬質合金絲錐zui小直徑為Ф1mm。絲錐在加工時,承受扭矩大,小尺寸絲錐易畸變,折損。硬質合金絲錐由于自身具有較高剛性,扭轉變形小,損傷小,壽命長。細晶粒硬質合金制造的絲錐刃口易磨得鋒利,切削力減少,適精密加工。但脆性大,使用時應注意受力均衡,使用安全扭矩夾頭。
攻絲過程是在有限空間中進行的,絲錐在半封閉狀態下工作,切屑排出不暢,絲錐與工件及切屑間的摩擦大,產生的大量切削熱不能及時排出,易造成絲錐損傷。耐用度下降,生產率也降低了。因此,除了從絲錐結構參數的設計采取措施改善排屑外,選用合適的冷卻潤滑油也很要緊。我們知道兩個摩擦表面間壓力若不大時,加適當粘度的礦物油,兩者之間被彈性流體油膜隔開為理想的彈性流體潤滑狀態。摩擦表面間壓力增大后,其間潤滑油膜會減薄,當因壓力增大,而使其厚度相當粗糙度高度時,這種潤滑狀態為邊界潤滑。邊界潤滑又分低溫低壓、高溫、高壓、高溫高壓等四種。其中高溫高壓邊界潤滑又稱極壓潤滑狀態。極壓潤滑狀態,加一般油性添加劑還不行,必須加含硫、磷、氯等有機化合物的極壓添加劑,以減少摩擦。金屬切削大多屬邊界潤滑狀態。絲錐在攻絲過程中處于半封閉狀態下,切削條件惡劣,宜加加極壓添加劑的冷卻潤滑油。這樣既可減少切削力矩,又可提高加工質量。
絲錐本質是一個螺栓。為了構成切削刃和容屑槽,在前端做出切削部分,并沿縱向或螺旋方向開有溝槽。絲錐種類很多有;手用絲錐,機用絲錐。螺母絲錐,梯形螺紋絲錐,管螺紋絲錐,錐螺紋絲錐,擠壓絲錐等等。
絲錐種類雖然很多,但它們在結構上有共同的組成部分,即由刀體和刀柄所組成。刀體由刀齒,容屑槽,芯部等構成。刀體又可將它分為帶圓錐面的切削部分和圓柱面的校準部分。刀柄包括頸部和夾持部分。
切削部分擔負絲錐的整個切削工作,因有錐角,呈圓錐形,其上的刀齒的齒形與高度均是不完整的螺牙形狀,切削負荷分配在這幾個刀齒上。由于絲錐的切削負荷較重,前端剖面強度又較弱,因此必須正確設計切削部分錐度和長度等,以解決絲錐的負荷,強度與容屑之間的矛盾。錐角大,相鄰刀齒高度相差大,每齒切削厚度大,刀齒負荷重,軸向力增大,切入導向性能變差,表面質量下降。故在加工質量要求較高時,錐角宜取小值。但在加工盲孔螺紋時,為獲較長有效螺紋長度。錐角可取大值。一般機用絲錐的錐角約在4°-12°左右。切削部分刀齒數在樣本中會注明如B3.5-5.5,C2-3,E1.5-2.分別表示各類絲錐按其不同尺寸該部分刀齒數范圍。
校準部分擔負絲錐切削時的校準,修光和導向作用,也是絲錐重磨后的儲備部分。它是具有完整齒形的圓柱部分。為減輕和工件螺紋間的摩擦。它的外徑和中徑向刀柄方向可作成倒錐。
容屑槽數即構成每一圈螺紋上的刀齒數。槽數少刀齒較寬,容屑多不堵塞,排屑易,刀齒強度高,在切削層總面積不變的情況下,每齒切削厚度大,單位切削力,切削力矩減少。經驗證明在一定的切削條件下,三槽絲錐比四槽絲錐可減少扭矩10%-20%。槽數多、絲錐導向性好,加工精度光潔度較高。故可按絲錐類型,尺寸,工件材料和加工螺紋要求而定。容屑槽方向在標準絲錐時為便于制造常做成直槽。但為改善排屑和切削,也可做成螺旋槽。螺旋槽相當于刃傾角。切通孔右螺紋時,槽向取左旋,使切屑向前排出。切盲孔右螺紋時,則應取右旋,以便切屑向后導出,不致阻塞於孔底。絲錐具有螺旋槽尚可提高加工質量,特別在加工不銹鋼時。為改善直槽絲錐加工通孔時的排屑性能,可在其切削部分修磨出軸向負的刃傾角使切屑向前導出,減少積留在槽內,這樣提高切削速度,扭矩減少,切削輕快。其校準部分的槽可做得淺些,絲錐強度也得以提高。這種絲錐也叫螺尖絲錐。
絲錐的前角和后角均在端剖面測量,且均系指齒頂處的角度。加工塑性材料如鋼,鋁等,前角可取大些,加工鑄鐵可取小些。切削部分齒頂可鏟磨出后角。加工材料軟,后角可磨大些。加工盲孔螺紋的絲錐,或加工后需反轉退出的絲錐,為防止它們倒轉時切屑楔入刀齒后刀面背部和工件螺紋表面之間而產生刀齒損傷,后角宜取小些。
德國BASS公司是世界有名專業生產絲錐及其它螺紋切削工具的公司。他們制造絲錐的材料是高速鋼,粉末高速鋼,硬質合金。表面涂層有;TiN(金色),TiCN(藍灰色),TiAlN+WC/C(HL)(暗灰色),納米結構TiAlN(FNT)(紫灰色)等,表面處理有;氮化(NIT)(黑色),蒸汽發黑處理(VAP)(黑色)等.按不同加工要求,可將不同材料與不同表面涂層,不同表面處理配合使用,以發揮zui大的切削效益。它們的品種若以常用粗牙公制螺紋機用絲錐為例,可分五類:⑴多品種廣用(Variant)螺尖絲錐類-其特點是直槽,具有帶尖的頂角,實際各槽在*處軸向以螺線形態構成比其它產品更長的負刃傾角,螺線在絲錐頂部匯合成尖點(Sprialpoint)。這種結構用于加工通孔螺紋,可更好促使切屑向前排出。本類有多種材料與結構組合,以適不同工件材料攻絲。它們分別有適合一般材料加工的N型;適合高強度材料加工的H型;適合不銹鋼加工的VA型;適合鎳和鎳合金加工的Ni型;適合鈦和鈦合金加工的Ti型;適合高強度鎳鈦合金的TiH型;適合軟材料的W型;適合高速攻絲的HST型等。⑵*結構(Avant)類-特點為具有12°-20°螺旋槽角,適盲孔攻絲,切屑向后排出。可加工2倍直徑深度螺孔。此類也有分別適合加工一般材料,不銹鋼,高強度鋼,鎳和鎳合金,鈦和鈦合金,鎳鈦合金和鑄鐵,鑄鋁等的型號。⑶杰出(Dominant)類-其特點是結構上具有大的螺旋槽角38°-45°。適盲孔攻絲,zui大可加工3倍直徑深度螺孔。它也有分別適合加工多種材料,一般材料,不銹鋼,高強度鋼,軟材,韌材,高速攻絲等型號。⑷立異(Vario)類-具有直槽,但結構允許既可加工通孔,又可加工不通孔螺紋。適短屑材料加工。切屑容納在容屑槽中。它有分別適合加工一般材料,高強度鋼,灰鑄鐵,黃銅等型號。⑸強韌持久(Duramax)類-這類均為擠壓絲錐,擠壓絲錐是通過其刃齒擠入工件使金屬產生塑性變形而加工出螺紋。擠壓出的螺紋光潔度高,螺紋的金屬纖維不斷裂,并形成一層ā密的冷硬層,強度高,壽命長。絲錐的耐用度亦遠高于普通絲錐。其外形與普通絲錐相似,由圓錐形的擠壓部,圓柱形的校準部和柄部組成。它可由整體硬質合金,粉末高速鋼制成。可有有冷卻潤滑油槽和無油槽兩種。粉末高速鋼制的潤滑油槽有徑向和軸向排出兩種。硬質合金制的僅軸向排出一種。它們的涂層分別為TiN和TiCN。擠壓絲錐有自導性能,一般攻絲機床上可用。但所需扭矩比切削絲錐大約1-1.5倍。適加工塑性材料如軟鋼、鋁合金、銅、奧氏體不銹鋼等。
下面以它們的新產品來說明一下絲錐及其加工工藝的新進展:
高速攻絲(HST)絲錐-它有分別用于通孔與盲孔兩類。通孔用的為直槽螺尖絲錐,粉末高速鋼制,TiN涂層。不通孔用為方便排屑的加長45°螺旋槽絲錐,高速鋼制加多種表面涂層與處理。若以切削普通結構鋼為例,一般絲錐切削速度可用20-30m/min,而用同類型的高速攻絲絲錐加工通孔切削速度可達20-80m/min.加工不通孔可達20-60m/min.在加工不同材料時,高速攻絲錐可比普通絲錐生產效率可能高一倍多乃至2倍以上。小直徑絲錐-Bass公司生產的zui小直徑機用和擠壓絲錐為Ф1mm。分屬Vario類和Duramax類。兩者均可加工通孔與不通孔。
超長刀桿絲錐-Bass公司的機用絲錐zui長可達100mm-280mm。擠壓絲錐zui長可達100mm-200mm。
高精度刀柄-幾類高精度絲錐刀柄精度達h6,更易提高安裝精度和加工質量。
整體硬質合金絲錐-Bass公司生產的整體硬質合金絲錐,既有機用一般切削加工用的,也有擠壓加工用的。均是用超微粒硬質合金制造,它韌性高,強度、硬度也都較高。它的耐磨性遠高于高速鋼絲錐。但制造比高速鋼絲錐困難。硬質合金絲錐可加工鑄鐵、鋁合金、硬青銅、耐熱合金、淬火鋼、硬塑料、玻璃鋼等等。加工質量包括精度,光潔度均高。按不同被加工材料其zui高切削速度也可達60-80M/min。
Bass公司的硬質合金絲錐zui小直徑為Ф1mm。絲錐在加工時,承受扭矩大,小尺寸絲錐易畸變,折損。硬質合金絲錐由于自身具有較高剛性,扭轉變形小,損傷小,壽命長。細晶粒硬質合金制造的絲錐刃口易磨得鋒利,切削力減少,適精密加工。但脆性大,使用時應注意受力均衡,使用安全扭矩夾頭。
攻絲過程是在有限空間中進行的,絲錐在半封閉狀態下工作,切屑排出不暢,絲錐與工件及切屑間的摩擦大,產生的大量切削熱不能及時排出,易造成絲錐損傷。耐用度下降,生產率也降低了。因此,除了從絲錐結構參數的設計采取措施改善排屑外,選用合適的冷卻潤滑油也很要緊。我們知道兩個摩擦表面間壓力若不大時,加適當粘度的礦物油,兩者之間被彈性流體油膜隔開為理想的彈性流體潤滑狀態。摩擦表面間壓力增大后,其間潤滑油膜會減薄,當因壓力增大,而使其厚度相當粗糙度高度時,這種潤滑狀態為邊界潤滑。邊界潤滑又分低溫低壓、高溫、高壓、高溫高壓等四種。其中高溫高壓邊界潤滑又稱極壓潤滑狀態。極壓潤滑狀態,加一般油性添加劑還不行,必須加含硫、磷、氯等有機化合物的極壓添加劑,以減少摩擦。金屬切削大多屬邊界潤滑狀態。絲錐在攻絲過程中處于半封閉狀態下,切削條件惡劣,宜加加極壓添加劑的冷卻潤滑油。這樣既可減少切削力矩,又可提高加工質量。
上一篇:快速識別絲錐優劣的檢驗方法
下一篇:絲錐的結構和用途范圍
- 凡本網注明"來源:機床商務網"的所有作品,版權均屬于機床商務網,轉載請必須注明機床商務網,//www.hzzhongling.com/。違反者本網將追究相關法律責任。
- 企業發布的公司新聞、技術文章、資料下載等內容,如涉及侵權、違規遭投訴的,一律由發布企業自行承擔責任,本網有權刪除內容并追溯責任。
- 本網轉載并注明自其它來源的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點或證實其內容的真實性,不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時,必須保留本網注明的作品來源,并自負版權等法律責任。
- 如涉及作品內容、版權等問題,請在作品發表之日起一周內與本網聯系,否則視為放棄相關權利。