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。為了解決這一問題，人們開發(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。一般來說，整體硬質(zhì)合金刀具的切削速度至少可達到

2、高速鋼刀具的4倍以上，并且刀具壽命更長。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。與大部分車削、銑削和鉆削刀具不同，絲錐的切削刃比較薄弱，其整體強度也較低。即使在加工相對較易切削的工件材料（如鋼）時，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。在對低碳鋼進行攻絲時，連續(xù)的長切屑可能會堵塞絲錐的容屑槽，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，因此硬質(zhì)合金絲錐已成為開發(fā)重點。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，絲錐通常由鉆床或裝有柔性攻絲頭的非同步機床驅(qū)動，柔性攻絲頭可以帶動絲錐旋轉(zhuǎn)，并以接近于所要求的內(nèi)螺紋導(dǎo)程的速率進給。這些老式機床在攻絲時難以精確地協(xié)調(diào)進給與旋轉(zhuǎn)運動，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，柔性攻絲頭會使絲錐產(chǎn)生徑向跳動，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給的控制精度。對于大多數(shù)加工方式來說，這些加工條件是理所當(dāng)然的。但是對于攻絲來說，這些條件才剛剛變?yōu)楝F(xiàn)實。近年來，機床控制技術(shù)不斷進步，已能實現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)動與進給的同步控制，從而可以無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，徑向跳動誤差也比使用柔性攻絲頭時大幅降低。這些刀具夾頭旋轉(zhuǎn)時的同心度在3μm以內(nèi)。盡體硬質(zhì)合金鉆頭的實際進給率不斷提高。對于絲錐而言，僅由螺紋導(dǎo)程、螺紋頭數(shù)和切削刃斜面來控制切屑載荷，攻絲的環(huán)境條件難以進一步降低作用于絲錐切削刃上的負荷。但是，為了避免崩刃，整體硬質(zhì)合金鉆頭在設(shè)計上的改進（使其可獲得更高進給率）也同樣可以應(yīng)用于整體硬質(zhì)合金絲錐。這些改進包括新的刀具牌號KC7542，這種牌號將專門為絲錐開發(fā)的高強度硬質(zhì)

6、合金基體與為硬質(zhì)合金鉆頭新開發(fā)的納米TiAlN涂層完美地結(jié)合在一起。加工機床、控制系統(tǒng)、刀具夾頭、硬質(zhì)合金牌號和絲錐設(shè)計的改進大大拓展了可實現(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），也第一次包括了長切屑材料（如碳鋼和合金鋼）（參見下表）。表：用硬質(zhì)合金絲錐加工不同材料時推薦的切削速度范圍工件材料類別—材料實例—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—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，在能實現(xiàn)同步攻絲的CNC數(shù)控機床上用熱裝式、液壓式或精密套筒式TGHP刀具

8、夾頭夾持攻絲時，新推出的硬質(zhì)合金絲錐能以比高速鋼絲錐快5倍的速度進行加工，從而可以大幅度提高攻絲生產(chǎn)率。但是，在對盲孔進行攻絲時必須注意，并非所有的CNC數(shù)控機床都具有相同的同步攻絲能力。由于加工到盲孔的孔底時絲錐和主軸必須減速并退出，在絲錐反轉(zhuǎn)時可能會出現(xiàn)導(dǎo)程誤差，從而引起作用于絲錐的側(cè)向推力，并造成螺紋檢測時尺寸超差。此外，由于絲錐減速、反轉(zhuǎn)和重新加速時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>