怎样对钛合金进行攻丝?

发布日期:2012-10-28    兰生客服中心    浏览:2277

  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0.2~0.3 mm的刀带后,将后角加大到20°~30°,并沿丝锥全长磨去齿背中段;保留2~3扣校准齿后将后部的倒锥由0.05~0.2 mm/100 mm增大至0.16~0.32 mm/100 mm。当其他条件完全相同时,若将齿背宽度减小(磨去)1/2~2/3,攻丝扭矩下降1/4~1/3。

  (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α0小于螺纹齿形角α1,使丝锥齿侧与被切螺纹侧表面形成一侧隙角φ=(α1-α0)/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。

  图中各角度间的关系式为:

  tanδ=tan κr (tan(α1/2)˙cot(α0/2) -1)

  设计攻制普通螺纹的修正齿丝锥时,为检验方便,一般取丝锥齿形角α0=55°,切削锥角δ可在2°30′~7°30′之间选取。

  标准丝锥的倒锥是从校准齿开始的,倒锥量为(0。05~0。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κr =7°30′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30%~50%,修正齿丝锥的35%~60%,耐用度比修正齿丝锥高1~3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。α钛合金的攻丝速度一般取Vc=7.5~12 m/min,α+β钛合金取Vc=4.5~6 m/min,β钛合金取Vc=2~3.5 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。

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