用整體硬質(zhì)合金絲錐高速同步攻絲

1、用整體硬質(zhì)合金絲錐高速同步攻絲用整體硬質(zhì)合金絲錐高速同步攻絲作者：張憲編譯來(lái)源：《工具展望》切削熱是刀具的大敵。但不幸的是，在刀具工件界面處，刀具往往需要承受足以縮短刀具壽命和限制刀具性能的切削高溫。為了解決這一問(wèn)題，人們開(kāi)發(fā)了各種各樣的刀具材料，其中最常用的是高速鋼和硬質(zhì)合金。高速鋼刀具具有十分出色的強(qiáng)度和韌性，而硬質(zhì)合金刀具則以較高的硬度和紅硬性（在切削高溫下保持硬度的能力）而更勝一籌。一般來(lái)說(shuō)，整體硬質(zhì)合金刀具的切削速度至少可達(dá)到

2、高速鋼刀具的4倍以上，并且刀具壽命更長(zhǎng)。但是，與高速鋼刀具相比，硬質(zhì)合金刀具的斷裂韌性較差，限制了其在某些加工領(lǐng)域（尤其是攻絲加工）中的應(yīng)用。與大部分車(chē)削、銑削和鉆削刀具不同，絲錐的切削刃比較薄弱，其整體強(qiáng)度也較低。即使在加工相對(duì)較易切削的工件材料（如鋼）時(shí)，硬質(zhì)合金絲錐的切削刃也容易發(fā)生崩刃，導(dǎo)致刀具失效。在對(duì)低碳鋼進(jìn)行攻絲時(shí)，連續(xù)的長(zhǎng)切屑可能會(huì)堵塞絲錐的容屑槽，從而限制了硬質(zhì)合金絲錐應(yīng)用于一些甚至比鋼更容易攻絲的工件材料（如鋁和鑄鐵

3、）。鋼和其他鐵族材料是最常見(jiàn)的需要加工裝配用螺孔的材料，因此，刀具制造商正在不遺余力地開(kāi)發(fā)能防止切削刃崩刃和破損的絲錐。鑒于硬質(zhì)合金與高速鋼相比具有先天性能優(yōu)勢(shì)，因此硬質(zhì)合金絲錐已成為開(kāi)發(fā)重點(diǎn)。內(nèi)螺紋的尺寸精度決定了螺紋裝配的精度和適配性。加工內(nèi)螺紋時(shí)，絲錐通常由鉆床或裝有柔性攻絲頭的非同步機(jī)床驅(qū)動(dòng)，柔性攻絲頭可以帶動(dòng)絲錐旋轉(zhuǎn)，并以接近于所要求的內(nèi)螺紋導(dǎo)程的速率進(jìn)給。這些老式機(jī)床在攻絲時(shí)難以精確地協(xié)調(diào)進(jìn)給與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而這種協(xié)同性是螺紋加

4、工的必要條件。因此，必須使用柔性攻絲頭以控制誤差范圍。攻絲時(shí)，柔性攻絲頭會(huì)使絲錐產(chǎn)生徑向跳動(dòng)，限制了螺紋精度的提高。這些因素導(dǎo)致加工剛性較低和絲錐載荷不均勻。硬質(zhì)合金絲錐的成功應(yīng)用取決于刀具的夾持剛度和進(jìn)給的控制精度。對(duì)于大多數(shù)加工方式來(lái)說(shuō)，這些加工條件是理所當(dāng)然的。但是對(duì)于攻絲來(lái)說(shuō)，這些條件才剛剛變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。近年來(lái)，機(jī)床控制技術(shù)不斷進(jìn)步，已能實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)與進(jìn)給的同步控制，從而可以無(wú)需再使用柔性攻絲頭。此外，使用熱裝式和液壓式刀具夾頭可以

5、提高刀具的夾持剛性，徑向跳動(dòng)誤差也比使用柔性攻絲頭時(shí)大幅降低。這些刀具夾頭旋轉(zhuǎn)時(shí)的同心度在3μm以?xún)?nèi)。盡體硬質(zhì)合金鉆頭的實(shí)際進(jìn)給率不斷提高。對(duì)于絲錐而言，僅由螺紋導(dǎo)程、螺紋頭數(shù)和切削刃斜面來(lái)控制切屑載荷，攻絲的環(huán)境條件難以進(jìn)一步降低作用于絲錐切削刃上的負(fù)荷。但是，為了避免崩刃，整體硬質(zhì)合金鉆頭在設(shè)計(jì)上的改進(jìn)（使其可獲得更高進(jìn)給率）也同樣可以應(yīng)用于整體硬質(zhì)合金絲錐。這些改進(jìn)包括新的刀具牌號(hào)KC7542，這種牌號(hào)將專(zhuān)門(mén)為絲錐開(kāi)發(fā)的高強(qiáng)度硬質(zhì)

6、合金基體與為硬質(zhì)合金鉆頭新開(kāi)發(fā)的納米TiAlN涂層完美地結(jié)合在一起。加工機(jī)床、控制系統(tǒng)、刀具夾頭、硬質(zhì)合金牌號(hào)和絲錐設(shè)計(jì)的改進(jìn)大大拓展了可實(shí)現(xiàn)高效攻絲的工件材料范圍，其中不僅包括短切屑材料（如鋁和鑄鐵），也第一次包括了長(zhǎng)切屑材料（如碳鋼和合金鋼）（參見(jiàn)下表）。表：用硬質(zhì)合金絲錐加工不同材料時(shí)推薦的切削速度范圍工件材料類(lèi)別—材料實(shí)例—材料硬度—切削速度(sfm)低碳鋼(C0.25%)—1018—220HB—300～400易切鋼—12L14

7、—275HB—250～350普通中高碳鋼、工具鋼—1040、4340、H13、D2—32HRC—200～300鐵素體鋼、馬氏體鋼、PH不銹鋼—430、410、174PH—32HRC—150～210球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵—A47、A536—300HB—250～400灰鑄鐵—20～50級(jí)—300HB—250～400（表中所列切削速度適用于孔深小于3倍孔徑的通孔攻絲）此外，在能實(shí)現(xiàn)同步攻絲的CNC數(shù)控機(jī)床上用熱裝式、液壓式或精密套筒式TGHP刀具

8、夾頭夾持攻絲時(shí)，新推出的硬質(zhì)合金絲錐能以比高速鋼絲錐快5倍的速度進(jìn)行加工，從而可以大幅度提高攻絲生產(chǎn)率。但是，在對(duì)盲孔進(jìn)行攻絲時(shí)必須注意，并非所有的CNC數(shù)控機(jī)床都具有相同的同步攻絲能力。由于加工到盲孔的孔底時(shí)絲錐和主軸必須減速并退出，在絲錐反轉(zhuǎn)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)程誤差，從而引起作用于絲錐的側(cè)向推力，并造成螺紋檢測(cè)時(shí)尺寸超差。此外，由于絲錐減速、反轉(zhuǎn)和重新加速時(shí)仍與工件接合在一起，因此，盲孔攻絲的速度應(yīng)比推薦的通孔攻絲速度降低40％左右?？?/p>