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不同材质结构的丝锥攻丝特性

[来源：机电论文|类别：技术|时间：2009-4-1710:13:25][字体：大中小]

注：M42丝锥尺寸M8×1.25；底孔6.9×15通孔

试验结果表明：

螺旋槽丝锥不适合钛合金Tc4攻丝，因为螺旋槽丝锥切削齿上下两个切削刃切削条件不同，以负前角切削的切削刃切削条件差，造成切削扭矩增加，致使丝锥扭断；

普通直槽丝锥不能用于钛合金Tc4攻丝，通常情况下丝锥进入底孔5mm左右就被扭断；

经过修磨的直槽丝锥可以稳定地在钛合金Tc4上攻出小深孔内螺纹。图2为两种结构丝锥扭断前的攻丝扭矩。图2a为普通直槽丝锥；图2b为经过修磨的直槽丝锥。无论对于哪种结构的丝锥，丝锥扭断前攻丝扭矩曲线都呈现不规则变化，见图2AB，说明此时丝锥变形复杂。对于普通直槽丝锥，在攻丝扭矩出现不规则变化时(见图2a
A点)，其扭矩值较大，且可以观察到丝锥间断切削现象，此间断切削持续很短时间，丝锥就被扭断(见图2a
A、B点)；经过修磨的直槽丝锥出现间断切削时，其扭矩变化规律与直槽丝锥相同，但是，其间断切削起点的切削扭矩要小，而且持续的时间长，这使在线检测丝锥攻丝状况和改善切削参数成为可能。产生上述现象的原因在于钛合金Tc4弹性模量小，攻丝后产生的回弹大，经过修磨的丝锥可以显著降低由回弹造成的摩擦力；

刃倾角丝锥攻钛合金Tc4时的部分切削扭矩曲线如图3所示。图中ab段为正常攻丝阶段，bc段为非正常攻丝阶段，伴有丝锥的不规则振动和异常噪声，b点一般出现在丝锥进入底孔5～6mm处。刃倾角丝锥攻出一个底孔后，切削锥刀齿会产生微小崩刃，这是由于其未经修磨，刀齿后刀面与工件表面接触长度较大，造成摩擦扭矩上升，工艺系统产生振动。但是，相比普通直槽丝锥，刃倾角丝锥切削扭矩小，而且能攻出完整螺纹，经过修磨，其切削性能优于经过修磨的直槽丝锥。上述试验结果说明，钛合金Tc4攻丝宜选用经过修磨的刃倾角结构丝锥。
2.2普通材料攻丝
表2不同结构丝锥的攻丝扭矩单位：kg.cm丝锥普通
丝锥修磨
丝锥螺旋槽
丝锥刃倾角
丝锥
扭矩
条件
普通攻丝45钢6.896.023.062.68
黄铜4.474.081.841.09
LY122.291.841.591.51

振动攻丝45钢4.542.041.531.17
黄铜3.362.010.670.59
LY120.890.840.340.42

表2为不同结构丝锥攻45钢、黄铜和铝合金LY12的攻丝扭矩值，试验条件：工件材料为45钢、黄铜、铝合金LY12，丝锥为M3×0.5高速钢丝锥；底孔为2.6×10通孔；切削液为30号机油；普通攻丝转速为39r/min；振动攻丝转速为39r/min；振幅为0.275mm；频率为8.2Hz。

试验中螺旋槽丝锥和刃倾角丝锥为日本生产的优质丝锥，刃磨质量好，所以攻丝扭矩明显较低，特别对于相对较难加工的45钢和黄铜，降低值较铝合金大。对于螺旋槽丝锥和刃倾角丝锥，试验结果表明刃倾角丝锥优于螺旋槽丝锥，刃倾角丝锥结构也简单，易于修磨，对于通孔应优先选用刃倾角丝锥。经过修磨的丝锥减小了丝锥与被加工螺纹之间的摩擦面积，切削扭矩减小，对于振动攻丝方法，由于改善了润滑条件，降低了摩擦系数，修磨丝锥降低切削扭矩的效果明显，对于加工性相对较差的45钢和黄铜，修磨丝锥降低切削扭矩的效果明显。

2.3钛合金Tc4攻丝切屑形态

螺旋槽丝锥普通攻丝的切屑为直长带状切屑，切屑背面有明显锯齿状，与车削钛合金Tc4的切屑类似；振动攻丝的切屑为螺旋长带状切屑，而且切屑硬度较低，说明振动攻丝切屑形成时变形小，加工硬化程度轻。刃倾角丝锥和直槽丝锥的切屑形态相同，普通攻丝时切屑为细小的颗粒状切屑，易卡在丝锥与工件表面之间，划伤已加工表面；振动攻丝的切屑为短的C型切屑，易排出，所以振动攻丝的螺纹表面质量较高。综上试验观察到的现象，振动攻丝的切屑形态优于普通攻丝。

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