工件底孔直径和深度的因素直接关系自动攻牙机的选型
1:底孔直径的确定丝锥在攻螺纹的过程中,切削刃主要是切削金属,但还有挤压金属的作用,因而造成金属凸起并向牙尖流动的现象,所以攻螺纹前,钻削的孔径(即底孔)应大于螺纹内径。
底孔的直径可查手册或按下面的经验公式计算:
脆性材料(铸铁、青铜等):钻孔直径d0=d(螺纹外径)-1.1p(螺距)
塑性材料(钢、紫铜等):钻孔直径d0=d(螺纹外径)-p(螺距)
2:钻孔深度的确定攻盲孔(不通孔)的螺纹时,因丝锥不能攻到底,所以孔的深度要大于螺纹的长度,孔的深度=所需螺纹的深度+0.7d
普通螺纹底孔直径简单计算可按下式:
要攻丝的尺寸乘上0.85
如:M3--2.4mm、M4--3.1mm、M5--4.2m、M6--5.1mm、M8--6.8mm
公制螺纹的计算方法:底径=大径-1.0825*
螺距英制螺纹的计算方法:底径=大径-1.28*螺距
脆性材料钻孔直径D=d(螺纹外径)-1.1p(螺距)
塑性材料钻孔直径D=d(螺纹外径)-p(螺距)
丝锥折断的原因有以下几种情况
1、给进速度太快,导致扭力过大。建议用普通丝锥加工螺纹时,攻丝机转速不宜超过100转/分钟。
2、底孔孔径与丝锥不匹配。例如,加工黑色金属材料M5×0.5螺纹时,用切削丝锥应该用选择直径4.5mm钻头打底孔,如果误用了4.2mm钻头来打底孔,攻丝时丝锥所需切削的部分必然增大,进而使丝锥折断。建议根据丝锥的种类及攻件材质的不同选择正确的底孔直径,如果没有完全符合的钻头可以选择大一级的。
3、操作不当。加工盲孔螺纹时,当丝锥即将接触孔底的瞬间,操作者并未意识到,仍按未到孔底时的攻丝速度给进,或排屑不畅时强行给进导致丝锥折断。建议操作人员加强责任心。
4、未使用切削液或选择不当。攻丝过程中会产出大量的热量,尤其是一些有色金属其延展性较强,需要有针对性地选择好切削液。
5、同心度不够。攻丝开始时,丝锥起步定位不正确,即丝锥的轴线与底孔的中心线不同心,在攻丝过程中扭矩过大,这是丝锥折断的主要原因。
6、攻件材质问题。攻件材质不纯,局部有过硬点或气孔,导致丝锥瞬间失去平衡而折断。
7、攻丝步骤不当。对高硬度的攻件或深孔进行攻丝时,应分级攻丝,避免一气呵成。
8、丝锥焊接不良。尤其是大规格的丝锥,不少生产商为节省昂贵的高速钢,丝锥柄、刃分别采用45钢与高速钢经摩擦对焊而成。大量的丝锥断裂是由于焊接不牢造成的。丝锥的焊接质量主要由焊接摩擦压力、摩擦时间、顶锻压力及顶锻时间决定。摩擦阶段要使45钢和高速钢接触面上的低熔点化合物等有害杂质都被挤出,最后在适当的顶锻压力下挤压在一起。 焊接时,由于45钢在高温下强度很低,在摩擦压力下会产生很大的压缩变形,形成很大的翻边;而高速钢由于有足够强度使翻边很小,这就使待焊表面高速钢一侧的低熔点化合物未被完全挤出,焊后容易产生裂纹,在丝锥使用过程中裂纹扩展造成断裂。 此外,丝锥焊接后如果消除应力不及时,也很容易在热影响区产生断裂。
9、丝锥有效截面积过小,导致单位截面积承载力过大,超过丝锥强度极限时发生的断裂。
10、丝锥截面过渡处尺寸差别太大或没有设计过渡圆角导致应力集中,使用时易在应力集中处发生断裂。柄、刃交界处的截面过渡处离焊口距离太近,导致复杂的焊接应力与截面过渡处的应力集中相迭加,产生较大的应力集中,导致丝锥在使用中断裂。
11、热处理工艺不当。丝锥热处理时,若淬火加热前不经预热、淬火过热或过烧、不及时回火及清洗过早都有可能导致丝锥产生裂纹。
12、丝锥选择不当。对硬度太大的攻件应该选用高品质丝锥,如含钴材料丝锥、硬质合金丝锥、涂层丝锥等。
自动攻丝机的安全操作流程及注意事项:
一、开始操作前,检查主要锁紧螺栓是否坚固,电源开关及线路是否良好。按规定穿着劳保用品。
二、操作前必须在规定加油部位注入润滑油、剂、脂等。待该机运转正常、灵活、可靠后期方能操作。
三、攻丝前,必须将所需攻丝的工件、工具等摆放整齐、顺手。
四、调试攻丝机所攻丝的丝锥大小与深度符合要求的尺寸后再开始作业,防止滑牙和不够牙。
五、攻丝时排出的杂物(铁渣粉沫等),应留有空位或槽穴以方便杂物排出。随时清理。
六、经常自检工件作业质量。不准弄虚作假,“一攻到底”。
深孔加工过程中的解决方案和建议
对特殊材料零件进行深孔螺纹加工是比较困难的。例如,在一个钛合金零件上进行深孔攻丝是非常具有挑战性的。如果在一个接近完工的零件上,由于丝锥破损产生的刮削作用而导致零件报废,这是非常不经济的。因此,为避免刮削,要求使用正确的刀具和攻丝技术。
首先需要定义什么是深孔,为什么它需要特殊的考虑。在钻削中,那些孔深大于3倍孔径的孔称为深孔。而深孔攻丝意味着攻丝深度大于丝锥直径的1.5倍以上。如当用一只直径为1/4″的丝锥加工深度为3/8″的螺纹时,这种情况通常称为深孔攻丝。
加工一个深孔螺纹,意味着刀具与工件之间需长时间的接触。同时,在加工过程中会产生更多的切削热和更大的切削力。因此在特殊材料(如钛金属类零件)的小深孔中进行攻丝容易产生刀具破损和螺纹的不一致性。
为解决这个问题,可以采用两种方案:(1)增大攻丝前孔的直径;(2)使用专为深孔攻丝设计的丝锥。
1.增大攻丝前孔的直径
合适的螺纹底孔对于螺纹加工是十分重要的。一个尺寸稍大的螺纹底孔能有效降低攻丝过程中产生的切削热和切削力。但它也会减小螺纹的接触率。
国家标准和技术委员会规定:在深孔中,允许在孔壁上只攻出螺纹全高的50%。这一点在对特殊材料和难加工材料的小孔攻丝时尤其重要。因为尽管由于孔壁上螺纹高度的减少导致螺纹接触率下降,但由于螺纹长度的增加,因此仍可保持螺纹可靠的连接。
螺纹底孔的直径增量主要取决于所要求的螺纹接触率和每英寸的螺纹头数。根据上述两值,利用经验公式可计算出正确的螺纹底孔直径。
2.切削参数
由于钛金属零件难于加工,因此需要对切削参数和刀具几何尺寸做充分考虑。
切削速度
由于钛合金具有大的弹性和变形率,因此需要采有相对较小的切削速度。在加工钛合金零件的小孔时,推荐采用的圆周切削速度为10~14英寸/分。我们不推荐采用更小的速度,因为那样会导致工件的冷作硬化。另外,也需注意刀具破损而导致切削热。
容屑槽
在深孔攻丝时,需减少丝锥槽数,使每个槽的容屑空间增大。这样,当丝锥退刀时,可以带走更多的铁屑,减小由于铁屑堵塞而造成刀具破损的机会。但另一方面,丝锥容屑槽的加大使得芯部直径减小,因此,丝锥强度受到影响。所以这也会影响切削速度。另外,螺旋槽丝锥比直槽丝锥更易排屑。
前角和后角
小前角可提高切削刃强度,从而增加刀具寿命;而大前角有利于切削长切屑的金属。因此在对钛合金加工时,需综合考虑这两个方面的因素,选用合适的前角。
大后角可以减小刀具和切屑之间的摩擦。因此有时要求丝锥后角为40°。在加工钛金属时,在丝锥上磨出大的后角,有利于排屑。另外,全磨制丝锥和刃背铲磨的丝锥也有利于攻丝。
冷却液
当加工特殊材料时,必须保证切削液到达切削刃。为改进冷却液的流量,推荐在丝锥的刃背上开冷却槽。如果直径足够大的话,可考虑采用内冷却丝锥。
3.应用实例
某飞机零件制造商需在一个零件上进行深孔攻丝。该零件材料为7级钛合金。加工中,圆周切削速度为13英寸/分,同时采用冷却液。为保证零件精度,操作者在丝锥磨钝前要及时更换。当丝锥磨损时,切削过程中产生的声音会发生变化。通过听这些声音,在加工前,操作者能确定在丝锥磨损前所能加工的螺纹孔数。
该厂在每一个攻丝设备上,都配备有2个攻丝夹头,装有相同的丝锥。当其中一只丝锥磨损时,可以方便及时地更换。
机用丝锥柄径(外径)标准参数「部分」
「Tap Holder Specifications」
TAPS MODEL (公制丝锥规格) | ISO 国内 圆柄×方柄 | JIS(日本) 圆柄×方柄 | TAPS MODEL (英制丝锥规格) | 圆柄×方柄 |
M2 | 2.8×2.25 | 3.0×2.5 | 1/8 | 4.0×3.15 |
M3 | 3.15×2.5 | 4.0×3.2 | 5/32 | 5.0×4.0 |
M4 | 4.0×3.15 | 5.0×4.0 | 3/16 | 5.5×4.5 |
M5 | 5.0×4.0 | 5.5×4.5 | 1/4 | 6.0×4.5 |
M6 | 6.3×5.0 | 6.0×4.5 | 5/16 | 6.3X5 |
M8 | 6.3X5.0 | 6.2×5.0 | 3/8 | 7.0*5.5 |
M10 | 8.0X6.3 | 7.0×5.5 | 1/2 | 9.0×7.1 |
M12 | 9.0×7.1 | 8.5×6.5 | 9/16 | 11.2×9.0 |
M14 | 11.2×9.0 | 10.5×6.5 | 5/8 | 12.5×10.0 |
M16 | 12.5×10.0 | 12.5×10.0 | 3/4 | 14.0×11.2 |
M18 | 14.0×11.2 | 14.0×11.0 | 7/8 | 16.0×12.5 |
M20 | 14.0×11.2 | 15.0×12.0 | ||
M22 | 16.0×12.5 | 17.0×13.0 | ||
M24 | 18.0×14.0 | 19.0×15.0 | ||
1/8" PT | 8.0×6.3 | |||
1/4"PT | 11.2×9.0 | |||
3/8"PT | 14.0×11.0 | |||
1/2"PT | 18.0×14.0 |
致用户:
由于目前丝锥市场的庞大和种类的繁多,许多客户在选购丝锥时,出现了型号的错误和规格的混乱,为了让您更好更方便的配备丝锥,现附上丝锥柄径标准参数(部分),请按照标准参数选购丝锥。
攻丝机扭力筒夹使用过程中如何调节
1)通常攻丝机扭力筒夹的扭力在出厂时都已经设定好了,但在攻丝较强韧的材料时或使用一段时间后,必须在调整,重新设定扭力;
2)扭力筒夹外壳上有两个小孔,允许做半个凹槽的扭力调整,这在调整M3以下的扭力控制时是非常重要的;
3)使用卡环钳挑起扣环,用尖嘴钳插入扭力调整环上的两个圆孔内,顺时针可以增加扭力,逆时针可以减少扭力;
4)扭力调整好后,将扣环插入筒夹外壳的小孔内,扭力即不会在改变了;
5)攻丝机扭力筒夹是保证高精度的攻螺纹所必须的,故扭力筒夹不能随意乱放、乱丢、乱摔,以免影响攻螺纹的精度;
6)当气动攻丝机气动马达不转时,一般情况是气力不够,请检查气压是否调制6-8kg以内即可;
7)当气动攻丝机马达运转,而扭力筒夹打滑时,有可能是材质硬度过高或材质的粘度高,所以请把扭力筒扭力调大一些;
8)气动攻丝机在攻螺纹过程中,如有丝锥断裂现象,检查是否气动马达与工作平面垂直,或者扭力筒夹的扭力过大,请将扭力筒夹扭力减小。