挤压丝锥应用

1、挤压丝锥切削在对不同材质的螺纹加工过程中可以发现，对于材质致密、有较高强度的材料， 如钢材的螺纹孔由于其粗糙度， 刚性和强度较高，所使用的螺栓可多次旋进旋出，其螺孔也不会损坏；而对于铝合金件上的螺纹孔，其粗糙度和强度则较低，经螺栓反复旋进旋出后，螺孔很容易被损坏，影响了工件的使用。用挤压丝锥加工铝合金上的螺孔可防止铝合金螺孔的损坏。由于铝合金压铸件表面1mm以下容易出现气孔，所以采用钻孔、 攻螺纹等常规工艺容易产生断扣， 而采用挤压成形工艺加工出的螺纹孔，其强度高。 挤压成形是非切削加工，故理论上内孔表面材质预留量与所形成的螺纹在单位长度内体积相等，据此可以算出挤压螺纹的底孔尺寸 ( 见表 1

2、) 。表 1 挤压丝谁加工的螺纹底孔螺纹底孔螺纹底孔M32.71M87.45M43.74M109.35M54.64M1211.25M65.55上差 +0.05; 下差 -0.08上差 +0.06; 下差 -0.12鉴于螺纹挤压成形的特殊性，其切削参数也与普通丝锥有所不同。根据实际的使用经验，在提高效率和保证刀具正常使用的前提下，较为理想的切削参数( 以 M5、M6丝锥为例 ) 是表 2。表 2 挤压丝雄的切削用量M5M6丝锥转速 (r/min) 40040丝锥进给 (mm/min) 320400此外，建议在攻螺纹前，使用相应的底孔钻头顺整底孔，消除底孔缺陷， 防止挤压丝锥断裂。挤 压 丝锥的

3、改进 及选 用丝 锥 是 加 工 内 螺 纹 最 为 广 泛 的 螺 纹 刀 具之 一 , 特 别 是 加 工 小 孔 径 的 内 螺 纹 或 大 批 量 生 产 时 , 几 乎 都 采 用丝 锥 攻 螺 纹 。丝 锥 是 在 经 过 钻 头 或 其 他 工 具 已 加 工 好 的 底 孔 上 进行 攻 螺 纹 , 工 作 条 件 很 差 。 既 要 保 证 被 加 工 螺 孔 大 径 、 中 径 、 螺距 、 牙 型 角 和 表 面 粗 糙 度 达 到 规 定 的 精 度 等 级 , 还 要 求 有 较 高 的生 产 率 。 而 且 丝 锥 攻 螺 纹 往 往 又 是 工 件 的 最 后 一

4、 道 工 序 , 尤 其 是在 大 型 工 件 上 攻 螺 , 如 果 丝 锥 折 断 , 将 有 可 能 导 致 整 个 工 件 报 废 , 造 成 很 大 的 经 济 损 失 , 所 以 又 要 求 有 安 全 保 障 。 目 前 被 加 工 材 料正 越 来 越 向 难 切 削 方 向 发 展 , 这 些 都 对 丝 锥 的 设 计 和 制 造 提 出 了越 来 越 高 的 要 求 , 为 了 适 应 各 种 要 求 , 应 设 计 和 制 造 出 不 同 使 用性 能 的 丝 锥 。挤 压 丝 锥 是 一 种 没 有 容 屑 槽 及 切 削 刃 口 而 带 棱 边 的 丝锥 。 与 切

5、 削 式 丝 锥 不 同 , 它 是 使 工 件 产 生 塑 性 变 形 而 形 成 内 螺 纹的 。用 挤 压 丝 锥 挤 压 工 件 后 , 螺 孔 通 常 不 会 产 生 扩 大 现 象 。相 反 , 由 于 金 属 的 收 缩 , 螺 纹 中 径 往 往 还 有 所 减 小 。同 时 , 只 要 丝 锥 的 几何 参 数 选 择 得 当 ， 螺 孔 表 面 有 被 挤 光 作 用 , 螺 孔 的 精 度 也 较 高 , 通 常 能 达 到 5H6 H, 表 面 粗 糙 度 值 可 达 Ra=3.2 1.6 m( 加 工 钢 )或 Ra=1.6 0.8 m( 加 工 有 色 金 属 及

6、合 金 ) 。 挤 压 丝 锥 一 般 用 于 加工 孔 径 d 2 0mm, 螺 距 P 2mm, 螺 纹 孔 长 度 L 2d 的 螺 纹 孔 。1, 挤 压 丝 锥 结 构 的 改 进(1 ) 棱 边 数 的 改 进我 厂 生 产 的 挤 压 丝 锥 M2 M6 的 为 三 棱 边 结构 , 见 图 1,M 8 M12 的 为 四 棱 边 结 构 。三 棱 边 的 丝 锥 在 挤 压 螺 孔 时 , 塑 性 变 形 和 扭 矩 值 最 小 , 但 其 横 截 面 积 小 , 其 强 度 较 四 棱 边 结 构的 强 度 差 ; 且 测 量 是 用 比 较 仪 测 量 , 存 在 测 量

7、误 差 ; 而 四 棱 边 挤 压丝 锥 塑 性 变 形 和 扭 矩 值 较 三 棱 边 的 挤 压 丝 锥 稍 大 , 但 其 测 量 是 用三 针 在 指 示 千 分 尺 上 测 量 , 与 比 较 仪 测 量 方 式 比 较 , 其 测 量 值 相对 准 确 , 现 将 M2M12 挤 压 丝 锥 均 改 为 直 四 棱 边 结 构 , 见 图 2 , 既 可增 加 丝 锥 的 强 度 , 又 可 保 证 丝 锥 中 径 值 的 准 确 性 。(2 ) 挤 压 锥 部 分 长 度 L1 L1 愈 长 , 攻 螺 纹 时 丝 锥 容 易 导 人 , 稳 定性 好 , 被 挤 压 出 的 螺

8、 纹 表 面 粗 糙 度 值 低 , 但 L 1 过 长 攻 螺 纹 扭 矩 增大 , 丝 锥 容 易 折 断 。 反 之 ,L 1 愈 短 , 导 向 性 差 , 螺 纹 的 精 度 也 随 之降 低 。 因 此 我 厂 在 原 有 挤 压 丝 锥 品 种 的 基 础 上 , 增 加 一 种 通 用 型挤 压 丝 锥 , 其 挤 压 锥 部 分 长 度 L1 =4 5P , 既 可 保 证 被 加 工 螺 纹 孔 的表 面 粗 糙 度 , 又 可 以 满 足 盲 孔 螺 纹 孔 的 加 工 , 属 通 用 型 挤 压 丝 锥 。(3 ) 螺 纹 与 柄 连 接 形 式 改 为 细 颈 连 接

9、 细 颈 产 品 与 原 有 定 型产 品 相 比 较 , 其 细 颈 部 分 相 当 于 空 刀 槽 , 它 适 于 深 孔 螺 纹 的 加 工 , 并 可 防 止 因 丝 锥 无 空 刀 槽 , 而 造 成 的 螺 纹 孔 内 乱 牙 的 现 象 , 可 保证 螺 纹 孔 的 精 度 , 并 增 加 了 挤 压 丝 锥 的 加 工 范 围 。2. 挤 压 丝 锥 加 工 工 艺 的 改 进( 1) 机 加 工 方 面 挤 压 丝 锥 的 加 工 通 常 是 在 Y752 0 W万 能 螺纹 磨 床 上 进 行 , 而 且 通 常 是 采 用 低 速 分 2 次 进 给 来 完 成 , 对

10、于 挤压 丝 锥 来 说 , 其 螺 纹 部 分 是 全 磨 制 的 , 磨 削 量 大 ； 会 引 起 工 件 变形 、烧 伤 、导 致 丝 锥 切 削 刃 退 火 、不 能 保 证 其 质 量 。 而 我 们 现 采用 低 速 并 分 3 4 次 进 给 完 成 的 加 工 方 法 , 这 样 加 工 出 的 丝 锥 质 量好 、精 度 高 , 也 消 除 了 螺 纹 部 分 因 烧 伤 导 致 工 作 部 分 退 火 的 问 题 , 完 全 能 达 到 丝 锥 的 各 项 技 术 要 求 。(2 ) 热 处 理 方 法 挤 压 丝 锥 的 热 处 理 是 挤 压 丝 锥 制 造 过 程

11、中的 一 个 至 关 重 要 的 关 键 工 序 , 热 处 理 工 艺 方 法 和 规 范 的 正 确 选择 、 实 施 , 直 接 影 响 挤 压 丝 锥 的 内 在 质 量 和 使 用 寿 命 。 特 别 对 小规 格 挤 压 丝 锥 来 说 , 如 果 热 处 理 不 当 , 将 使 硬 度 难 以 保 证 , 在 攻 螺纹 加 工 时 不 是 攻 不 动 就 是 丝 锥 折 断 。 所 以 , 我 们 把 用 盐 液 淬 火 改为 真 空 淬 火 , 这 种 热 处 理 方 法 使 工 件 变 形 小 , 硬 度 值 也 能 保 证 。( 3) 表 面 处 理 方 法 挤 压 丝 锥

12、 的 表 面 处 理 可 以 在 热 处 理 的基 础 上 进 一 步 提 高 挤 压 丝 锥 的 表 面 硬 度 、耐 磨 性 、耐 热 性 以 及 抗 “ 粘 咬 ” 性 能 , 从 而 进 一 步 提 高 挤 压 丝 锥 的 切 削 性 能 和 使 用 寿命 。 现 在 通 常 使 用 的 是 表 面 氧 化 处 理 或 是 Ti N 涂 层 技 术 ; 目 前 涂层 技 术 发 展 很 快 , 我 们 对 挤 压 丝 锥 还 进 行 了 Ti C 、 TiAl C、 Ti NC 及 纳 米 金 刚 石 涂 层 , 经 涂 覆 处 理 后 的 工 件 表 面 光 亮 、 耐 磨 、 耐

13、腐蚀 性 能 显 著 增 强 , 其 寿 命 一 般 可 提 高 1 l. 5 倍 。 从 外 观 质 量 和 使用 性 能 两 方 面 提 升 了 挤 压 丝 锥 的 档 次 和 品 质 。3. 挤 压 丝 锥 的 选 用(1 ) 挤 压 丝 锥 的 型 号 选 用 由 于 挤 压 丝 锥 挤 出 的 螺 孔 实 际 中径 随 被 加 工 材 料 的 不 同 而 变 化 , 因 此 我 厂 根 据 被 加 工 材 料 的 不 同把 挤 压 丝 锥 分 为 I 、 型 。 I 型 为 加 工 有 色 金 属 和 低 碳 钢 , 型 为加 工 不 锈 钢 。另 外 , 根 据 被 加 工 螺 孔

14、 是 否 通 孔 , 我 厂 又 把 I 型 、型 挤 压 丝 锥 分 为 加 工 通 孔 和 加 工 不 通 孔 , 挤 压 丝 锥 代 号 为 A( 通孔 ) 、B( 不 通 孔 ), 挤 压 丝 锥 可 分 别 按 加 工 材 料 及 螺 孔 的 型 式 选 用 。(2 ) 攻 螺 纹 前 底 孔 直 径 d0 的 确 定 挤 压 螺 孔 前 底 径 的 数 值 , 是根 据 计 算 和 实 践 经 验 相 结 合 而 得 的 。一 般 先 用 经 验 公 式 算 出 工 件底 孔 直 径 , 然 后 根 据 攻 螺 纹 条 件 、材 料 等 因 素 , 对 底 孔 计 算 值 作 一些

15、 修 正 。 常 用 的 经 验 公 式 如 下 :按 以 上 经 验 公 式 计 算 出 的 底 孔 直 径 仅 为 参 考 尺 寸 , 因 加 工材 料 不 同 , 挤 出 的 内 径 稍 有 差 异 , 在 挤 压 有 色 金 属 零 件 时 , 其 底 孔尺 寸 要 比 挤 压 黑 色 金 属 零 件 时 略 小 , 具 体 采 用 多 大 底 孔 合 适 , 必须 采 用 试 切 法 确 定 。 推 荐 底 孔 直 径 见 表 1, 仅 供 参 考 :另 外 , 底 孔 的 表 面 粗 糙 度 直 接 影 响 螺 纹 牙 面 的 粗 糙 度 , 可 根据 螺 孔 要 求 规 定 底

16、孔 表 面 粗 糙 度 , 一 般 推 荐 底 孔 表 面 粗 糙 度 值 Ra=3.2 1.6 m。 底 孔 孔 口 为 防 止 毛 刺 , 必 须 在 底 孔 出 人 端 倒 角 , 最 好 倒 成 全 角 65 7 5 。根 据 实 验 , 工 件 的 底 孔 尺 寸 将 对 挤 压 后 螺 孔 的 质 量 影 响 较大 。如 果 底 孔 直 径 过 大 , 挤 出 的 螺 纹 牙 顶 部 分 会 有 凹 缺 , 或 是 螺 纹牙 型 不 完 整 ; 若 底 孔 直 径 过 小 , 则 螺 孔 的 牙 型 要 产 生 凸 起 现 象 , 同时 挤 压 过 程 将 产 生 较 大 的 扭

17、矩 , 会 降 低 丝 锥 的 寿 命 。( 3) 攻 螺 纹 速 度 在 通 常 情 况 下 , 切 削 式 丝 锥 的 攻 螺 纹 速 度是 比 较 低 的 , 否 则 容 易 产 生 乱 牙 、 丝 锥 崩 齿 和 折 断 现 象 。 然 而 , 挤 压 丝 锥 由 于 其 本 身 强 度 较 高 , 齿 形 又 是 连 续 完 整 的 , 挤 压 过 程存 在 塑 性 变 形 而 伴 生 出 大 量 热 量 , 挤 压 速 度 愈 高 , 工 件 产 生 的 温度 也 高 , 因 而 挤 压 力 下 降 。被 挤 压 螺 孔 材 料 不 同 , 其 挤 压 速 度 也 应不 同 。 挤

18、 压 速 度 推 荐 见 表 另 外 , 对 于 螺 孔 精 度 要 求 高 的 , 则 挤 压 速 度 应 不 大 于5m/m in 。(4 ) 切 削 液 的 选 用 挤 压 螺 孔 时 采 用 切 削 液 , 可 减 小 摩 擦 和 使之 变 形 而 所 需 要 的 功 , 以 及 避 免 或 减 少 丝 锥 与 螺 孔 的 “ 粘 接 ” , 提 高 丝 锥 的 寿 命 和 螺 孔 表 面 的 质 量 。 但 对 于 不 同 的 螺 孔 材 料 , 应采 用 不 同 的 切 削 液 。 切 削 液 推 荐 见 表 3 :试 验 证 明 , 金 属 在 冷 挤 压 过 程 中 , 若 不 使 用 切 削 液 , 其 弹 性效 应 就 大 。当 有 充 分 的 切 削 液