非标刀具的制作

机械加工过程中经常会遇到一些难以用标准刀具进行加工的情况，因此，非标刀具的制作对机械切削加工十分重要。因为金属切削使用非标刀具多见于铣加工，故对铣加工中非标刀具的制作稍作介绍。 由于标准刀具的制作针对的是面广量大的普通金属件或非金属件的切削，当遇到工件进行过热处理而硬度增大，或工件为不锈钢等非常容易粘刀，也有一些工件的表面几何形状十分复杂，或被加工表面有较高的粗糙度要求等情况时，标准刀具就无法满足加工的需要。所以在加工过程中，需对刀具的材质、刀口的几何形状，几何角度等，进行针对性的设计，可分为不需要专门订制和需要专门订制两大类。不需要专门订制的刀具主要是解决两个问题，如尺寸问题和表面粗糙度问题。 如果是尺寸问题，可以选择一把尺寸与所需的尺寸相近的标准刀具，通过改磨就可以解决，但也需注意两点： 1）尺寸相差不能太大，一般不要超过2mm，因为尺寸相差太大的话，会引起刀具的槽形发生变化，直接影响容屑空间和几何角度。 2）如果是带有刃孔的立铣刀的话可以在普通机床上改磨，成本较低，如果是不带刃孔的键槽铣刀就不能在普通机床上进行，需要在专门的五轴联动机床上改磨，其成本也就会较高。 如果是表面粗糙度问题，可以通过对刃部的几何角度的改变来实现，如加大前、后角的度数会明显改善工件表面粗糙度。但如果使用方的机床刚性不够的话，可能刃口倒钝反而能提高表面粗糙度，这方面的东西非常复杂，需对加工现场分析后才能得出结论。 需要专门订制的刀具主要是解决以下问题。 1）被加工工件有特殊形状要求，如对加工所需要的刀具进行加长，加端齿倒R，或者有特殊的锥角要求，柄部结构要求，刃长尺寸控制等等。这一类的刀具如果形状要求并不十分复杂的话，其实还是容易解决的，惟一需要注意的是非标刀具的加工是比较困难的，因此，使用方在能够满足加工使用的情况下，不应该过分的追求高精度。因为，高精度本身就意味着高成本和高风险，会对制作方的生产能力和自身的成本造成不必要的浪费。 2）被加工工件有特殊的强度和硬度，如工件进行过热处理，强度和硬度较高，一般的刀具材料无法进行切削加工，或者粘刀的厉害，这是，就需对刀具的材料提出特殊要求。一般的解决方法是选用高档的刀具材料，如含钴的高速刚刀具拥有较高的硬度以切削调质过的工件材料，用优质的硬质合金材料刀具可以加工高硬质的材料，甚至可以以铣代磨。当然，也有一些特殊情况，如在对铝件进行加工时，市场上有一种称为超硬刀具的就不一定合适，虽然铝件一般较软，可以说是一种容易加工的产品，但是超硬刀具所采用的材质其实是一种铝高速钢，这种材料比普通的高速钢确实会硬一些，但在加工铝件时却会引起铝元素之间的亲和力，使得刀具反而会加剧磨损，这时，如果要想得到高效率的话，可以选用钴高速钢替代。 3）被加工工件有特殊的容屑和排屑要求，这时就应该选用较少的齿数和较深的容屑槽，但这种设计只能针对比较容易加工的材料，如铝合金等。 非标刀具加工设计和加工过程中，有许多问题需要注意： 1）刀具的几何形状较为复杂，在热处理时，刀具容易发生弯曲、变形，或者是局部的应力集中，这就应该在设计时就注意避免容易发生应力集中的部位，对直径变化较大的部位，加上斜角过渡或台阶设计等。如是长径比较大的细长件，则在热处理过程中，每经一次淬火和回火就需检查和校直以控制其变形量和跳动。 2）刀具的材料是比较脆的，尤其是硬质合金这种材料，这就使得加工中一旦遇到震动较大或加工扭矩较大时，刀具就会发生折断，这在使用常规刀具的加工中，往往不会造成很大的损害，因为刀具断了可以更换，但在使用非标刀具的加工中，由于替换的可能性不大，因此一旦发生刀具折断，会引起的一系列问题，如交货延期等，会造成使用方的极大损失。 上面所述的都是针对刀具本身，其实非标刀具的制造决非如此简单，这是一项系统的工程。制作方设计部门的经验和对使用方加工状况的了解会影响到非标刀具的设计和制作，制作方生产部门的加工和检测手段会影响到非标刀具的精度和几何角度，制作方销售部门的反复回访、收集资料和信息也会影响到非标刀具的改进，而这些将对使用方使用非标刀具的成功与否起决定性作用。 总而言之，非标刀具是应特殊要求而生的一种特殊刀具，选择一家有丰富经验的制作厂家将会为使用方节省大量的时间和精力。

滚压螺纹的原理及应用

·滚压螺纹简介· 滚压是用成形滚压模具使工件产生塑性变形以获得螺纹的加工方法。与切削方法相比，它不通过去除金属而形成所需要的轮廓，而是按滚轮拉丝模的镜像形成螺纹，是一种无切削螺纹成型工艺。 在滚压螺纹时，滚轮模具通过移动母材来将螺纹形状压到工件毛坯中。随着滚轮使形成根部的材料错位，材料将从径向和轴向由根部流出，工件毛坯形成螺纹形状。下图表明了滚压螺纹与切削螺纹的材料微组织变化状况。 滚压主要用于外螺纹的加工。加工前，坯件的直径应大致与螺纹的中径相等。对于较高精度螺纹，毛坯直径的选择要根据材料性能计算及工艺试验来确定，超出或低于合适的直径都将加工出不合格的螺纹。毛坯外径太小将无法完全流进滚轮模具；毛坯尺寸过大将对滚轮和滚轮架施加不必要的压力，可能导致螺纹滚压设备损坏。 滚压螺纹大多数是60°牙顶角螺纹，所用滚轮都具有比较尖锐的齿顶，通常带有圆弧刃以便于穿透材料。每个齿侧面上为30°，保证了材料在轴向和径向以一种可控而预定的方式进行流动时所需要的作用力。 ·滚压螺纹方法· 按滚压模具的不同，螺纹滚压可分搓丝和滚丝两类。 搓丝 两块带螺纹牙形的搓丝板错开1/2螺距相对布置，静板固定不动，动板作平行于静板的往复直线运动。当工件送入两板之间时，动板前进搓压工件，使其表面塑性变形而成螺纹。 搓丝在搓丝机或在安装自动开合螺纹滚压头的自动车床上进行，适用于大批量生产标准紧固件和其它螺纹联接件的外螺纹，效率相当高，每分钟可达到50个。这种方法加工螺纹的外径一般不超过25mm，长度不大于100mm。   滚丝 滚丝按照进给方式的不同，滚丝又分为三种形式： 轴向螺纹滚压 轴向螺纹滚轮从车削中心尾座端部开始，沿工件毛坯中心线移动，从而形成螺纹。一般的轴向滚轮加工范围为直径1.5～228mm。 轴向滚轮通常安装在车削中心转塔刀套之一中。一次走刀可以将3个（或最多6个）滚轮进给到毛坯上，并通过工件毛坯的旋转加以启动。滚轮的布置允许毛坯通过，这样就可以形成比滚轮宽度更长的螺纹。这些滚轮上开始的一些螺纹是递进的，就像丝锥或拉刀一样，可以一直加工到肩部或其它工件特征之前，但是滚轮的寿命有可能受额外应力的影响。   切向螺纹滚压 顾名思义，切向滚轮架通过从侧面接近工件毛坯而形成螺纹。切向滚轮架有时候称作侧面滚压或横向滑动架，通过推动来滚压螺纹，以可控的进给速度进行，每次两个固定的平行辊子同时进入旋转中的工件中。切向滚压需要机械或伺服进给，无法手动操作。滚轮与工件毛坯直径进行切向接触，从而迫使材料进行均匀的塑性流动，形成滚轮拉丝模的形状。这种成形过程非常快，会产生没有毛刺的精确轮廓。在操作中，切向滚轮在工件毛坯旋转15°～30°后产生一个完整的螺纹。这种螺纹滚轮的优点是即使螺纹的两端有轴肩，也能加工出来。切向滚轮只在滚轮宽度内滚压螺纹。   径向螺纹滚压    第三种螺纹滚轮是径向滚轮架。它用两个或三个辊子在工件毛坯旋转一次的过程中形成螺纹。这种螺纹滚轮上的辊子通过偏心磨削，在每个辊子上由一个平坦部分开始，螺纹形状渐进完成。在平坦一侧开始浅浅的螺纹形状，在另一侧形成完整的形状。“三辊子”式径向架用找正的平坦部分来形成间隙开口，这样工件毛坯可以在辊子和成品螺纹零件之间退出而不损坏螺纹。 径向螺纹滚轮的工作范围为直径1.5～63.5mm。与切向滚压头一样，螺纹长度不能超出螺纹滚轮的宽度。   ·滚压螺纹的优缺点· 与其他加工方法相比，滚压加工出来的螺纹力学性能得到提高。在螺纹滚压过程中采用的是冷作业，这样与切削加工相比就增加了拉伸强度，并提高了表面光洁度。滚轮的压缩作用实际上延长了工件毛坯，与车削或切削相比，螺纹滚压可以节省15%～20%的材料。在大批量生产中，就意味着可以节约很大一批原材料。 螺纹滚压的优点是： 1.螺纹表面粗糙度小于车削、铣削和磨削；  2.滚压后的螺纹表面因冷作硬化而能提高强度和硬度； 3.材料利用率高； 4.生产率比切削加工成倍增长，且易于实现自动化，滚压模具寿命也很长，可重复使用。 滚压螺纹的缺点有以下几点： 1.母材的压缩导致加工硬化，降低螺纹的疲劳寿命； 2.材料有局限性，滚压螺纹要求材料的硬度不超过HRC40； 3.对毛坯尺寸精度要求较高； 4.对滚压模具的精度和硬度要求也高，制造模具比较困难； 5.不适于滚压牙形不对称的螺纹。   总结：滚压螺纹既有自身优势，也有不可避免的缺陷。滚压可以大大提高螺纹的抗拉强度，但螺纹中的加工应力又降低了螺纹的疲劳寿命。所以在选择螺纹的加工方法时，要综合考虑螺纹的使用场合、受力特点等各种因素，根据实际需要选择合理的工艺。

齿轮知识问答

齿轮各部分名称是什么? 答：以标准渐开线直齿圆柱齿轮为例，其各部分名称如下(图18): (1)齿间：相邻两个齿的空间称为齿间。 (2)齿顶圆:过齿轮的各牙齿顶部连成的圆称为齿顶圆，用De表示。 (3)齿根圆:过齿轮的各齿间底部连成的圆称为齿根圆，用Di表示。 (4)分度圆:齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆称为分度圆，用d 表示。 (5)齿厚：一个齿的两侧齿廓在分度圆上的弧长称为齿厚，用S表示。 (6)齿间距：一个齿间在分度圆上的弧长称为齿间距，用W表示。 (7)周节：相邻两个齿的对应齿廓(右齿廓或左齿廓)在分度圆上的弧长称为周节，也叫齿距，用t表示。周节等于齿厚与齿间距之和，即t=S+W。标准齿轮的齿厚与齿间相等，并且都等于周节的一半，即S=W=t/2。   (8)齿顶高：齿顶圆与分度圆之间的径向距离称为齿顶高，用h'表示。h'=f 'm，f '为齿项高系数，正常齿f '=1，短齿f '=08，m为模数。 (9)齿根高：齿根圆与分度圆之间的径向距离称为齿根高，用h"表示。h"=f"m，f"为齿根高系数，正常齿f"=1.25，短齿f"=1.1。 (10)全齿高：齿顶高与齿根高之和称为全齿高，用h表示，即h=h'+h"。 (11)中心距：一对啮合传动的齿轮，圆心O1和O2之间的距离称为中心距，用A表示。标准齿轮传动的中心距用 A0表示，它等于两个分度圆半径之和，即A0=r11+r12(图19)。 (12)径向间隙：一对啮合传动的齿轮，其中一个齿轮的齿顶圆与另一个齿轮的齿根圆之间，沿半径方向的间隙称为径向间隙，用C表示（图19）。C=C0'm=h"-h'，C0'=f"-f '，C0' 为径向间隙系数，正常齿C0'=0.25，短齿C0'=0.3。  

砂轮知识

各种粒度的磨具的使用范围 12-16 荒磨、粗磨等 20-36 磨钢锭、打磨铸件毛刺、切断钢坯、磨电瓷和耐火材料等 46-60 内圆、外圆、平面、无心磨和工具磨等 60-80 内圆、外圆、平面、无心磨、工具磨等半精磨、精磨和成形磨 100-240 精磨、精密磨、超精磨、珩磨、成形磨和工具刃磨等 280-W20 精磨、精密磨、超精磨削、珩磨和小螺距螺纹磨等 W20及其更细 精磨、超精磨、镜面磨、制造研磨膏，用于研磨和抛光等   超硬磨具 超硬磨具是指用人造成金刚石或立方氮化硼超硬磨料所制成的磨具，系磨具另一大系列。 超硬磨具具有如下几个特征与标记。 浓度、结合剂、粒度、磨料牌号、磨粒层厚度、孔径、总厚度、直径、形状代号。 以上特征和标记均依照1998年全国磨料磨具标准化技术委员会编制由中国出版社出版的中国机械工业标准中每个标准的规定。 关于浓度：与固结磨具的组织号大体相同，但在超硬磨具中标志中应标明。所谓浓度是指超硬磨具每cm3体积内所含超硬磨料的克数，以%数表示。 浓度代号如下： 代号  磨料含量(g/ cm3)   浓度 25     0.22              25% 50     0.44              50% 75      0.66             75% 100     0.88             100% 150     1.32             150% 关于结合剂:是指超硬磨具所采用的结合剂类别。 结合剂代号如下： 结合剂 结合剂代号 树脂结合剂 B 金属结合剂 M 陶瓷结合剂 V   一、磨料的特性 品种 代号 特 点 适用范围 棕刚玉 A 刚玉的基本品种，棕褐色，硬度高，韧性大 适于普通钢材的磨削，自由磨削、粗磨削等，可也用于硬青铜，可锻铸铁，合金钢等材料的磨削。 白刚玉 WA 刚玉的基本品种，白色，与棕刚玉相比，硬度高，韧性较低。 适用于淬火钢，合金钢、高速钢、高碳钢等材料的磨削，也可用以螺纹，齿轮及薄壁零件的加工。 黑碳化硅 C 黑色有光泽，硬度比白刚玉高韧性较低。 适用于加工抗张强度低的金属及非金属材料，如铸铁、黄铜、铝、石材、皮革、橡胶、耐火物等材料的磨削，研磨及切割。 绿碳化硅 GC 绿色，硬度仅次于碳化硼和金刚石，比黑碳化硅硬度和脆性略高。 适用于各种高硬材料的磨削和研磨加工，如硬质合金玻璃、玛瑙、珩磨汽缸套等。 微晶刚玉 MA 棕刚玉的派生品种，充料电微小晶体构成，颜色与棕刚玉相似，强度高。 适用重磨削，成型磨削，切入磨削及钢材荒磨，可用于不锈钢和特种球墨铸铁磨削加工。 单晶刚玉 SA 黄色或灰白色，颗粒系单晶体，强度、韧性、强度都比白刚玉高。 适用于高硬度、高韧性，如不锈钢，高钒高速铜磨削，特别是用于干磨和易变形易烧伤工件的磨和易变形易烧伤工件的磨削加工，效果更好。 铬刚玉 PA 白刚玉派生品种，玫瑰红色，比白刚玉韧性高棱角保持好。 适用于成型磨削，刀具、量具、螺纹工件、仪表等约精密磨削，及其它各种高光洁度的表面加工。 二、硬度 磨具的硬度是指磨具表面的的磨料在外力作用下脱落的难易程度。磨粒容易脱落的硬度低，不易脱落的硬度高。我国生产的磨具硬度等级共分为七大级、14小级。 选择磨具的硬度主要决定于被加工材料的硬度，此外还应根据磨具与工具接触面积大小，工件形状、磨削的方式、冷却方式，磨具的结合剂种类等因素来综合考虑。 三、组织 磨具的组织是指磨具中磨料颗料分布的疏密程度。一般都以磨具中磨料体积所占的百分数来表示。 较紧的组织、磨料不易脱落，有利于保持形状，适用于或型磨削、重荷磨削和间断磨削。 较松的组织，磨料不易钝化、切削力强、磨削过程中发热少、能减少工件烧伤、变形、适于质地软而韧性大的材料、热敏材料、薄形工件和接触面积大的磨削加工。 四、结合剂 结合剂在磨具中起着粘结磨料的作用，使磨粒互连结成具有一定几何开头的磨具。常用的结合剂有陶瓷、树脂、橡胶等。 陶瓷结合剂(旧代号A、新代号V)制成的磨具比其它结合剂的磨具气孔大磨削效率高、磨损小、能较好的保持砂轮几何形状。是使用最广泛的一种结合剂。 五、粒度 磨具粒度的选择主要取决于被加工工件的表面光洁度和磨削生产效率的要求。 不同粒度的磨具使用范围磨具粒度 一般使用范围 36#~100# 重切削铸、锻件去飞边毛刺 120#~150# 粗磨倒角去毛刺 180#~240# 中磨、光整去毛刺 240#~W20 精磨、精整抛光 W20以细 精细研磨镜面磨削  

量块的研合方法

今天为大家介绍一下量块，以及量块的研合方法。 首先：什么是量块呢？ 量块——端面基准器。 量块是以一对平行且平面的、两个相对表面间的特定长度定义长度标准，被广泛使用在校准长度测量工具或仪器上。   量块根据形状大体分为2类，即：矩形量块和方形量块。 矩形量块：矩形量块，无论哪种尺寸，它的厚度都是9mm。这个标准来源于组合量块的发明者强纳森。特定不变的宽度有利于使用者组成想要的大部分长度。9mm的固定厚度标准因其科学性被一直沿用至今。 方形量块：方形量块是由美国人霍克设计的，时间上晚于强纳森量块。目的是出于改良强纳森的原始量块设计，并制造出50组81块的圆柱形量块组。后经过很长一段时间，圆柱形的设计才以一英寸的方形取代。   霍克量块的特性是有贯穿的中孔 使用者通过连接杆增加量块组合时的稳定性   其次，介绍一下量块的材质： 在工厂或实验室中的常用基准器中，量块被认为是最精准的长度基准器。但普遍存在于实物基准器的磨损问题，也悄悄的影响着量块的精准性。无论您有多么精心的使用，历经岁月的洗礼，几年后量块仍会因研磨等而受损，降低效益。 随着人类对材质的认知提升，研发者们不断寻找、试验。在这过程中，碳化铬、氮化矽以及碳化钨都被成功制造出了更耐用量块。而其中的佼佼者，要属氧化锆陶瓷（以下简称“陶瓷量块”）。   陶瓷量块的耐磨性是钢制量块的10倍 陶瓷量块（CERA量块）的尺寸也相对更稳定些，如果将其静置10年，通常损耗仅约为25nm（1μinch）。 除此以外，陶瓷量块优秀的平整度和表面光洁度，还可以与钢或碳化钨量块以及光学平晶进行研合。   最后介绍一下量块的研合： 研合是一种模糊的效应，人们对这种现象尚不甚了解，但是它却是真实的使两个量块附着在一起，附着力可达300N。 这其中有可能存在两个主要因素：量块表面之间的强大的分子吸引力，以及研合后残留在量块之间的液体膜表面张力。 分子吸引力存在于所有互相接触的表面之间，虽然在绝大多数情况下这种效应小到无从感知。但量块不同，量块借以其超好光洁度和平面度的接触表面，呈现出超强的分子吸引力。 做好研合是很重要的工作，研合成松散的量块，将无法获取正确的尺寸。      厚量块的研合     将两个测量面以90°交叉接触   施以小力使其旋转 滑动时可感觉到俩量块已经研合到了一起   旋转滑动直至齐平 擦拭测量面，待温度恒定后使用   厚量块与薄量块的研合   将薄量块的一端重叠在厚量块的一端   按动重叠部分，滑动量块使测量面重合   使用平面平晶检查研合状态 擦拭测量面，待温度恒定后使用      薄量块的相互研合   为了避免弯曲，做为支撑，暂时先将薄量块研合到厚量块上   将另一薄量块研合到第一块上   移除厚量块，完成薄量块的研合   使用平面平晶检查研合状态。 擦拭测量面，待温度恒定后使用。   研合前的准备工作 ①选择组合的量块 a.尽可能使用最少的量块达到所需尺寸。 b.尽可能地选取较厚的量块。 c.选择厚量块时，从最不重要的数字开始，再逐渐上升到较重要的数字。 ②用适宜的清洗液将量块洗干净。 ③ 确认测量面没有毛刺。用平面平晶按照以下的顺序检查毛刺。 a.将测量面擦拭干净。 b.将平面平晶轻轻地放到量块上。 c.轻轻地滑动平面平晶，会看到干涉条纹。 判断1：如果此时看不到干涉条纹，则可以认为测量面上有较大的毛刺或污物。 d.轻按平面平晶，确认干涉条纹消失。 判断2：干涉条纹如果消失，则没有毛刺。 判断3：如果局部残留有条纹，则有毛刺此时稍稍移动平面平晶的位置 ，如果干涉条纹也一起移动，则表明平面平晶上有毛刺。 e.去除毛刺，可采用阿肯色石。 ④在测量表面滴微量油脂，并将其均匀涂抹在表面上。 (擦拭至油膜几乎消失)，可使用润滑油、心轴润滑油、凡士林等。 ⑤轻轻地将两面研合于一体。   研合不良原因 1）量块脏污 2）表面受损或刮伤 3）表面油过多 4）研合过程施力不足   备注：小越容易研合，初学者可以由此练习，渐渐掌握大量块的研合。   量块分级 根据量块制造的准确度，量块会被分为K级、0级、1级、2级、3级，使用者可以根据用途来适当选择量块的级别（遵循DIN861，BS4311和JIS B7506的规定）。级别如何选择，小编粗粗推荐几个使用场景以供参考。 2级量块用于车间使用，以调整或校验夹具或精密仪器。 1级量块为检验使用，用于检验塞规和卡规或调整电子测量装置。 0级是校准使用，这类高精度量块在受控环境中用于调整高精度测量设备和校准低等级量块的基准。 K级是基准使用，K级量块一般用在温度受控的检验室或校准实验室使用。主要用作校准规，通过比较来校准其他量块。

不同结构丝锥攻丝特性研究

 攻丝加工按照底孔方式的不同分为通孔攻丝和盲孔攻丝，因而攻丝排屑的方式就有所不同。通孔攻丝希望切屑向着攻丝进给方向排出，这样可以减少切屑堵塞和切屑对已加工表面的划擦和挤压，提高攻丝加工精度；而对于盲孔攻丝，则希望切屑沿丝锥柄部方向排出，防止切屑堵塞在容屑槽内和掉在孔底部，造成切削力增加；对于难加工材料攻小深孔内螺纹，如何减小攻丝切削力是应考虑的首要问题。因此，针对不同的攻丝条件，需要解决问题的侧重点也不同，所用的丝锥结构也有所不同。 一、不同结构丝锥的攻丝特性 普通直槽丝锥结构最简单，其刃倾角为零，各切削齿的切削层面积呈阶跃式增加，易产生振动，主要起切削作用的是顶刃和两个侧刃。由于小直径丝锥螺纹型面都不铲磨，切削后角为零，切削时产生的熨压力和摩擦力很大，因而攻丝扭矩大。　　 刃倾角丝锥不同于普通直槽丝锥的是其切削锥有一刃倾角，刃倾角一般都是大于零，有利于排屑，适用于通孔攻丝。刃倾角丝锥各切削齿切入时，切削层面积逐渐增加，因此，切入过程平稳，而且刃倾角丝锥是斜角切削，实际切削前角大于名义前角，增加了刀齿的相对强度。 修磨丝锥是对直槽丝锥和刃倾角丝锥的切削齿和校正齿的后刀面进行修磨。在切削齿和校正齿上造成双后角结构，可以大大降低切削齿和校正齿与工件的接触面积，摩擦扭矩降低。对于钛合金这类难加工材料攻丝，必须使用这种修磨丝锥。 螺旋槽丝锥容屑槽是螺旋状的，根据旋向的不同分为左旋和右旋。左旋螺旋槽丝锥攻丝时切屑向下排，适合于通孔；右旋螺旋槽丝锥攻丝时切屑向上排出，适合于盲孔。螺旋槽丝锥的实际前角增大，切削顺利，降低切削扭矩，切入过程平稳，切屑为螺旋状，易于排出。由于螺旋槽升角较在，丝锥每个切削齿的上下两个侧刃切削条件明显不同，一个是以正前角切削，一个是以负前角切削，因此，螺纹左右两侧面的表面质量有所不同，对于精密内螺纹攻丝一般不采用螺旋槽丝锥。 二、不同结构丝锥攻丝试验研究 2.1　钛合金Tc4攻丝 4种结构丝锥攻钛合金的试验结果如表1所示。切削条件：工件材料为钛合金Tc4；底孔为2.5×10通孔；丝锥为M3×0.5；切削液为自配(油酸＋煤油＋二硫化钼)；普通攻丝速度为39r/min；振动攻丝速度为39r/min；振幅为0.275mm；频率为8.2Hz。 表1　不同结构丝锥攻丝结果 材料 T12A GCr15 W18Cr4V 优质高速钢 M42 加工状况 标准丝锥 异型丝锥 标准丝锥 异型丝锥 标准丝锥 异型丝锥 刃倾角丝锥 螺旋角丝锥 异型丝锥 方式 手攻 扭断 扭断 扭断 扭断 扭断 正常     正常 机攻 拆断 扭断 扭断 扭断 扭断 不稳定   扭断   振动攻丝 扭断 扭断 扭断 扭断 扭断 正常 不稳定 扭断   注：M42丝锥尺寸M8×1.25；底孔6.9×15通孔 试验结果表明： 1.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； 2.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； 3.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； 图2   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 6.89 6.02 3.06 2.68 黄铜 4.47 4.08 1.84 1.09 LY12 2.29 1.84 1.59 1.51 振动攻丝 45钢 4.54 2.04 1.53 1.17 黄铜 3.36 2.01 0.67 0.59 LY12 0.89 0.84 0.34 0.42 4.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。 图3   2.2　普通材料攻丝 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。 三、结束语 1.丝锥结构选择的原则是：通孔攻丝宜选用左旋螺槽丝锥和刃倾角丝锥；盲孔只能选用右旋螺旋槽丝锥；直槽丝锥适用于通孔和盲孔；对于要求高的精密内螺纹，宜选用刃倾角丝锥和直槽丝锥。 2.不同结构的丝锥切削扭矩不同。螺旋槽丝锥和刃倾角丝锥增加了实际切削前角，切削顺利，因而切削扭矩降低。攻丝时摩擦扭矩的作用不可忽视，采用双后角结构丝锥可以显著降低摩擦扭矩。 3.实测表明选用任何结构的丝锥，振动攻丝的切削扭矩均明显低于普通攻丝的切削扭矩，而且振动攻丝的实测扭矩曲线表明，其切削扭矩变化平稳。 4.对于加工性较差的材料攻丝，修磨丝锥的切削扭矩降低值大，钛合金Tc4攻丝时，修磨丝锥的切削效果特别明显，因此，对于难加工材料攻丝，宜选用修磨丝锥。 5.螺旋槽丝锥振动攻丝为螺旋长带状切屑，易于排出，普通攻丝为直长带状切屑，在丝锥退回时易卡在容屑槽内；直槽丝锥和刃倾角丝锥普通攻丝时切屑为细碎状，容易卡在丝锥与被加工螺纹之间，划伤已加工表面，振动攻丝为短的C型切屑，容易排出，因此，对于通孔攻丝，宜选用刃倾角丝锥振动攻丝的方法有利于排屑。