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机械制造

丝锥攻丝过程中常见问题及解决措施

时间:2018-04-16 08:20:55   作者:   来源:   阅读:111   评论:0

止规不止

原因

措施

丝锥选用不当 •选用适当的丝锥(根据材料、孔型、螺纹公差等)。
转速过高 •降低转速;

•改善冷却液质量,提高冷却、润滑效果。

生成切削瘤 •换用新丝锥;

•使用涂层丝锥;

•改善冷却液质量,提高冷却、润滑效果;

•去除切削瘤及损伤的切削齿。

切屑阻塞 •选用切削参数更合适的丝锥(包括螺旋槽、切削角等);

•必要时选用成组丝锥。

丝锥有毛刺 •小心地去除毛刺。
定位及装夹不精确 •使用轴向及径向自动调节的攻丝夹具;

•检查底孔、丝锥与主轴的同轴度。

攻丝进给不稳定 •改善攻丝程序;

•检查机床传动螺杆;

•使用带有长度补偿功能的攻丝夹具。

丝锥修磨不合理 •尽量保证重磨丝锥切削参数与新丝锥一致。
轴向压力过大 •调整攻丝轴向压力;

•使用带有长度补偿功能的攻丝夹具。


烂牙及粗糙

原因

措施

丝锥选用不当 •选用适当的丝锥(根据材料、孔型、螺纹公差等)。
转速太高或太低 •选择推荐的攻丝速度。
切屑瘤严重 •换用新丝锥;

•使用涂层丝锥;

•改善冷却液质量,提高冷却、润滑效果;

•去除切削瘤及损伤的切削齿。

切屑阻塞 •选用切削参数更合适的丝锥(包括螺旋槽、切削角等);

•必要时选用成组丝锥。

丝锥有毛刺 •去除毛刺。
底孔太小 •使用合理的底孔尺寸。
冷却、润滑不足 •使用合理的切削液;

•适当增加切削液的供给。

丝锥单齿切削量太大 •适当增加切削锥长度;

•换用成组丝锥。


通规不通

原因

措施

丝锥磨损严重 •换用新丝锥。
丝锥选用不当 •选用适当的丝锥(根据材料、孔型、螺纹公差等)。
螺纹牙型参数错误 •换用性能更好的丝锥;

•使用带长度补偿功能的攻丝夹具。


丝锥过早磨损

原因

措施

见 烂牙及粗糙 •见烂牙及粗糙。
切削刃碰撞孔底 •控制底孔及有效螺纹深度;

•必要时使用E型甚至F型切削刃。

无涂层或涂层质量差 •根据攻丝材料性能,使用合适的涂层丝锥。

丝锥寿命短

原因

措施

见 丝锥过早磨损 •见丝锥过早磨损。
丝锥重磨时退火 •改变修磨参数(砂轮型号、转速、冷却液等)。
钻孔时材料硬化严重 •及时更换钻头;

•调整钻孔参数(转速、进给等);

•攻丝前材料退火。

 

    丝锥断裂10大问题分析汇总

1. 丝锥品质不好

    主要材料,数控刀具设计,热处理情况,加工精度,涂层质量等等。例如,丝锥截面过渡处尺寸差别太大或没有设计过渡圆角导致应力集中,使用时易在应力集中处发生断裂。柄、刃交界处的截面过渡处离焊口距离太近,导致复杂的焊接应力与截面过渡处的应力集中相迭加,产生较大的应力集中,导致丝锥在使用中断裂。例如,热处理工艺不当。丝锥热处理时,若淬火加热前不经预热、淬火过热或过烧、不及时回火及清洗过早都有可能导致丝锥产生裂纹。很大程度上这也是国内丝锥整体性能不如进口丝锥的重要原因。

 

    应对措施:选用品质优良可靠的丝锥品牌以及更为合适的丝锥系列。

 

2. 丝锥选择不当

    对硬度太大的攻件应该选用高品质丝锥,如含钴高速钢丝锥、硬质合金丝锥、涂层丝锥等。此外,不同的丝锥设计应用在不同的工作场合。例如,丝锥的排屑槽头数、大小、角度等等对排屑性能都有影响。

 

    对于象沉淀不锈钢、高温合金等硬度高同时韧性又好的难加工材料,可能会出现丝锥因自身强度不够,无法抵抗攻丝加工的切削抗力而折断。

 

    另外,丝锥与加工的材料不匹配这个问题近几年越来越受到重视,以前国内厂家总觉得进口的好,贵的好,其实是适合的好。随着新材料的不断增加和难加工,为了适应这种需要,刀具材料的品种也在不断地增加。这就需要在攻丝前,选择好合适的丝锥产品。

 

    应对措施:选用高强度材料的丝锥(如粉末高温钢等),提高丝锥自身强度;同时改善丝锥表面涂层,以提高丝维表面硬度;极端情况甚至手工攻丝也许是可行的方法。

 

3. 丝锥过度磨损

    另一种极为常见的情形,丝锥在加工若干个螺纹孔后,由于丝锥过度磨损使得切削抗力变大,导致丝锥拆断。

 

    应对措施:首先推荐使用森泰英格V柄,它会明显延缓丝锥的磨损,从而提高丝锥使用寿命;同时,使用优质的攻丝润滑油也能够有效延缓丝锥的磨损;另外,使用螺纹量规(T/Z)可以轻松判断丝锥情况。

 

4. 轴向同步误差

    加工中心攻丝过程中,大量的断丝锥是因为机床主轴旋转与轴向进给同步性存在误差,使得丝锥承受的轴向拉力(或压力)增大,导致丝锥断裂。而同步误差几乎是加工中心(或数控车床)刚性攻丝无法完全避免的,尤其是在丝锥退回(反转)的瞬间更为突出。

 

    应对措施:使用森泰英格V柄,它彻底解决刚性攻丝轴向同步误差补偿问题。

 

5. 断屑、排屑困难

    对于盲孔攻丝,通常采用螺旋槽后排屑丝锥,如果铁屑缠绕在丝锥上无法顺利排出,丝锥将会憋断,而大量的被加工材料(如钢和不锈钢以及高温合金等)攻丝加工通常是难以断屑的。

 

    应对措施:首先考虑改变丝锥的螺旋升角(通常会有几种不同螺旋角可选),设法让铁屑能够顺利排除;同时适当调整切削参数,其目的也是确保铁屑能够顺利排除;必要时可以选用变螺旋角丝锥,以确保铁屑能够顺利排出。

 

6. 底孔孔径偏小

    例如,加工黑色金属材料M5×0.5螺纹时,用切削丝锥应该用选择直径4.5mm钻头打底孔,如果误用了4.2mm钻头来打底孔,攻丝时丝锥所需切削的部分必然增大,进而使丝锥折断。建议根据丝锥的种类及攻件材质的不同选择正确的底孔直径,如果没有完全符合的钻头可以选择大一级的。

 

7. 攻件材质问题

    攻件材质不纯,局部有过硬点或气孔,导致丝锥瞬间失去平衡而折断。

 

8. 机床没有达到丝锥的精度要求

    机床和夹持体也是非常重要的,尤其对于高品质的丝锥,只要一定精度的机床和夹持体才能发挥出丝锥的性能。常见的就是同心度不够。攻丝开始时,丝锥起步定位不正确,即主轴轴线与底孔的中心线不同心,在攻丝过程中扭矩过大,这是丝锥折断的主要原因。

 

9. 切削液,润滑油品质不好

    这点国内的许多企业都开始关注起来,许多采购了国外刀具和机床的公司有非常深刻的体会,切削液,润滑油品质出现问题,加工出的产品质量很容易出现毛刺等不良情况,同时寿命也会有很大的降低。

 

10. 切削速度与进给量不合理

    当加工出现问题时,国内大部分用户是降低切削速度和减小进给量,这样丝锥的推进力度降低,其生产的螺纹精度因此被大幅度降低,这样加大了螺纹表面的粗糙度,螺纹孔径和螺纹精度都无从控制,毛刺等问题当然更不可避免。但是,给进速度太快,导致的扭力过大也容易导致丝锥折断。机攻时的切削速度,一般钢料为6~15m/min;调质钢或较硬的钢料为5~10m/min;不锈钢为2~7m/min;铸铁为8~10m/min。在同样材料时,丝锥直径小取较高值,丝锥直径大取较低值。

 

    以上的这些问题,都需要操作人员做出判断或向技术人员反馈,但目前国内绝大部分操作人员重视不够。例如,加工盲孔螺纹时,当丝锥即将接触孔底的瞬间,操作者并未意识到,仍按未到孔底时的攻丝速度给进,或排屑不畅时强行给进导致丝锥折断。建议操作人员加强责任心。

 

    由上可见,造成丝锥断裂的原因可谓多种多样,机床、夹具、工件、工艺、夹头及刀具等等都有可能,仅凭纸上谈兵也许永远都找不到真正原因。做为一个合格的负责的刀具应用工程师,最重要的是深入现场,而不是仅凭想象。举个最简单的例子,假如丝锥切削锥长度太长,攻丝时撞至底孔底部而断裂,如果你不深入现场,仅凭猜测丝锥性能、工件材料、加工工艺等等如何获知。


标签:丝锥攻丝 
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