怎样对钛合金攻丝

钛合金攻丝是钛合金切削加工中最困难的工序，特别是攻制小螺纹。这种困难主要表现在攻丝时的总扭矩大，约为45号钢的2倍；丝锥刀齿过快地磨损、崩刃，甚至被“咬死”在螺纹孔内而折断。这是由于钛合金的弹性模量太小，螺纹表面产生很大的回弹，使丝锥与工件接触的面积增大，造成很大的摩擦扭矩，磨损加剧；另外，切屑细小不易拳曲，有粘刀现象，造成排屑困难。因此，解决钛合金攻丝问题的关键是减小攻丝时丝锥与工件的接触面积。（1）普通丝锥：必须经过技术处理后方能攻制钛合金螺纹。对普通丝锥进行处理的措施为：增大容屑空间，减少齿数；在校准齿上留出0.20.3 mm的刀带后，将后角加大到2030，并沿丝锥全长磨去齿背中段；保留23扣校准齿后将后部的倒锥由0.050.2 mm/100 mm增大至0.160.32 mm/100 mm。当其他条件完全相同时，若将齿背宽度减小（磨去）1/22/3，攻丝扭矩下降1/41/3。 （2）修正齿丝锥：修正齿丝锥是把标准丝锥的成形法加工螺纹改为渐成法，工作原理如图7-6所示。由图可知，修正齿丝锥的齿形角0小于螺纹齿形角1，使丝锥齿侧与被切螺纹侧表面形成一侧隙角=（1-0）/2，并将丝锥螺纹做出较大的倒锥，使得摩擦扭矩大大减小，同时也利于切削液的冷却润滑。 标准丝锥的倒锥是从校准齿开始的，倒锥量为（0.050.2）mm/100 mm；修正齿丝锥的倒锥则是从第一个切削齿开始，并且倒锥数值远大于标准丝锥，如r =730的修正齿丝锥可达1.437 mm/100 mm。由于倒锥量加大，修正齿丝锥的校准部分便起不了导向作用，在切削锥前端时必须做出圆柱导向部，以避免丝锥刚攻入时产生歪斜，圆柱导向部的公称尺寸及公差取决于攻丝前的底孔尺寸。图7-7是修正齿丝锥的结构和几何参数示例。修正齿丝锥攻制的螺纹表面粗糙度不如成形式丝锥。（3）跳牙丝锥：跳牙丝锥是在切削齿和校准齿上相间地去掉螺扣，其最大的特点是有效地减小了丝锥与工件的接触面积，使攻丝扭矩显著下降。由于间齿攻丝，相邻螺扣侧刃之间有较宽绰的空间，改善了容屑和切削液进入切削区的条件，提高了丝锥的耐用度；同时在制造丝锥时，砂轮外缘顶部也不需过分尖锐，改善了磨削条件。跳牙丝锥示意图见图7-8。 在相同的切削条件下经试验比较，跳牙丝锥的攻丝扭矩约为标准丝锥的3050，修正齿丝锥的3560，耐用度比修正齿丝锥高13倍，用跳牙丝锥对钛合金攻丝效果最好。 （4）螺纹底孔：对钛合金攻丝一般按牙高率（螺孔实际牙型高度与理论高度的比率）不超过70为依据来选取底孔直径大小，即螺纹底孔直径d1=d0-0.757 8p（d0为螺纹公称尺寸，p为螺矩）。小直径或粗牙螺纹牙高率可取大一些，被加工材料强度低或螺纹深度小于螺纹基本直径时，可适当增大牙高率，但过大会增大攻丝扭矩，甚至折断丝锥。为保证攻丝精度和表面质量，螺纹底孔应为铰后的孔。钛合金的攻丝速度要根据材料的类型和硬度来确定。钛合金的攻丝速度一般取Vc=7.512 m/min，+钛合金取Vc=4.56 m/min，钛合金取Vc=23.5 m/min；钛合金的硬度HB350时选用较高的切削速度，反之选用较低的切削速度。对钛合金攻丝时，一般用含Cl、P的极压切削液效果较好，但含Cl的极压切削液攻丝后必须清洗干净，防止零件晶间腐蚀；也可用蓖麻油60、煤油40的混合油作切削液。钻孔为半封闭式切削，对钛合金钻孔过程中切削温度很高，钻孔后回弹大，钻屑长而薄，易粘结而不易排出，经常造成钻头被咬住、扭断等恶性事故。因此要求钻头具有高的强度和好的刚性，钻头与钛合金的化学亲和性要小，最好采用硬质合金钻头，但目前最常用的仍是麻花钻，经过采取一些措施改进后，也能取得较好的效果。 (1)改进钻头：为满足对钛合金钻孔的需要，应对麻花钻采取以下改进措施： 加大钻头顶角，2=135140；增大钻头外缘处后角，取1215；增大螺旋角，p=3540；增大钻心厚度，取(0.220.4)do(do为钻头直径)。 采用“S”形或“X”形修磨钻头横刃，横刃长度b=(0.080.1)do，同时保证横刃的对称度0.06 mm。两种形式的横刃均可形成第二切削刃，起到分屑作用和减小钻孔时的轴向力。最常用的是在麻花钻上磨出适于对钛合金钻孔的切削刃形，即钛合金群钻，其切削部分的形状见图7-1。图中外内刃顶角2和2在钻头直径do310mm时均为130140，do1030 mm时为125140；外刃后角在do310