高硬度材料攻丝介绍.doc

一般来说，硬度超过HRC40的材料不适合用挤压丝锥来加工螺纹，因为这种材料的延伸率通常小于10%。因此，高硬材料的螺纹加工通常需要采用切削丝锥或螺纹铣刀。cfp5cfp5cfp5应用领域通常包括航空零件和医用零件的各种高硬材料工件上进行螺纹加工。例如，医用零件（如骨锯导向器）硬度通常在HRC3239以上。用于光学工业的不锈钢激光器件的材料硬度HRC4852。涡轮零件通常用镍基合金（如Stellite 31）制造，其热处理后的硬度达到HRC4852。模具制造商也需要在硬材料上加工螺纹。模具通常用工具钢（如H-13、P-20等）材料制造。H-13的硬度为HRC4852，而P-13的硬度可达HRC5052。模具用硬材料还包括可热处理合金和钴基合金。虽然采用HSS-E（高性能高速钢）丝锥可对硬度高达HRC55的材料进行攻丝加工，但制造商应该采用可加工更高硬度的硬质合金丝锥。硬质合金丝锥可用于加工高硬度的马氏体不锈钢（400系列的硬度为HRC5060），这些不锈钢的主要合金元素是11.5 18的铬。高硬材料攻丝还可应用于一些过程控制零件的加工。例如，镍基合金可用于制造测量化学品（包括酸液）流速的零件，这种材料必须对腐蚀性化学品具有很好的耐受力。丝锥设计与加工软材料相比，加工高硬材料的丝锥（如NORIS高硬度丝锥）需要采用更硬的涂层（如TiN和TiCN涂层）。此类丝锥还包括其他一些结构特点。一个特点是丝锥的槽数。为了加工硬材料，需要采用较多的槽数。例如，二槽丝锥适合加工铝，而用于加工硬材料的丝锥可能需要采用56槽。更多的槽数可以产生更多的切削刃，从而分散和减小切削力与刀具磨损。（具体加工过程参看：高硬度丝锥攻丝，材料硬度HRC60 /v_show/id_XMjY1OTk3NzQw.html）另一个特点是刀具的铲磨量，设计用于加工软材料的丝锥铲磨量较小，因为减小铲磨量可以提高加工这些材料的稳定性。加工高硬材料的丝锥则需要采用较大的铲磨量。增大铲磨量的目的是为了形成负的（径向）切削面，而加工软材料的丝锥会形成正的切削面，有点类似于锋利的鹰爪，这种鹰爪形切削面可能会对较硬的工件材料造成损坏。此外，通过对丝锥导向部或切削刃的倒棱铲磨、偏心铲磨（它会影响螺纹攻丝的螺距和小径）和牙型铲磨（它会影响大径、螺距和小径），也可以获得较大的铲磨量。增大铲磨量可以减小丝锥的切削抗力，有利于高硬材料的加工，因为硬材料的弹性较小，如果切削抗力过大，有可能造成丝锥折断。此外，减小切削抗力可以提高丝锥的自由切削能力，并减小攻丝所需的扭矩。但是，减小扭矩不应与很小的扭矩混为一谈。在硬材料上攻丝需要消耗很大的功率，丝锥切削刃也要承受很大的切削力。应该明白的是，在加工高硬材料时，即使对丝锥结构进行了专门改进，其使用寿命仍然比较短。专用丝锥的使用寿命取决于螺纹孔的深度和工件材料的硬度。此外，加工硬质材料的丝锥价格比加工软质材料的丝锥更昂贵。例如，为了加工硬度特别高的工件材料，通常必须使用成本更高的硬质合金丝锥。“啄”式攻丝除了丝锥设计以外，制造商还应该了解高硬材料攻丝的一些技术要点。由于在加工高硬材料时，丝锥更容易折断，因此必须格外注意操作方法。操作者可以采用“啄”式攻丝来减小丝锥折断的风险。该方式是通过几次逐步递增的进刀，最终加工出所需的螺纹。由于每次进刀只完成少量切削，因此可以减小作用于丝锥上的切削负荷。例如，HighVac公司在制造用于半导体工业的法兰时，需要用高效切削丝锥在镍基合金（如热处理前硬度为HRC4550的Hastelloy、Inconel 625和Inconel 718）上攻丝。该公司采用每次进刀只加工出一部分螺纹深度。如果整个螺孔深度为12.7mm，则切削丝锥每次进刀的吃刀量仅为2.54mm，通过5次进刀，即可加工出整个螺纹。不过，要采用这种攻丝方法，制造商必须有具备“啄”式加工功能的机床。此外，这种加工方式的速度比常规攻丝要慢一些。尽管如此，为了减小因丝锥折断而导致接近完工的工件报废的可能性，这种加工方法还是很有用的。与螺纹铣削的对比高硬材料上的螺纹孔还可以用螺纹铣刀来加工。一般来说，用硬质合金螺纹铣刀加工高硬度材料没有太大问题。螺纹铣削可以对刀具的进给率进行更好的控制。此外，螺纹铣削通常是在硬质材料上加工螺纹孔最安全的方法，尤其是，一旦螺纹铣刀折断在螺孔中，比较容易采取挽救措施。而一旦切削丝锥折断在螺孔中，从孔中取出折断的丝锥并挽救通常价值不菲的工件就要困难得多，有时甚至完全不可能。因此，在模具制造业和航空工业，螺纹铣削通常是在硬质材料上加工螺纹孔的首选方式。此外，在螺纹铣削时，制造商可以更容易地控制螺纹尺寸。螺纹铣刀是通过螺旋插补运动（包括CNC数控机床的X、Y和Z