螺纹通常是添加到零件的最后一个特征。除了所需的确切参数和标准线程问题之外,还有其他挑战。
什么是深孔螺纹加工?
螺纹通常是添加到零件的最后一个特征。因此,零件通常需要花费大量的制造时间,而且如果出现问题,报废或返工的成本非常高。了解生成所需线程所需的确切参数很重要。除了标准螺纹问题外,需要深孔螺纹的应用还面临其他挑战。
但什么是深孔螺纹?专家一致认为,任何超过正常标准的螺纹深度都被认为是用于螺纹加工的深孔,通常大于 3xD。大多数制造商生产具有 1x、2x 和 3xD 分辨率的标准工具,而更深层次的应用则需要定制工具。
穿线方法和孔型
对于深孔螺纹、通孔或盲孔提出了不同的挑战,特别是取决于所用螺纹方法的类型,无论是攻丝、螺纹铣削还是螺纹成型。这些方法之间的选择在很大程度上取决于各种因素。在大多数情况下,螺纹铣削是深孔螺纹加工的首选,尤其是在加工硬质材料时。
如何进行深孔螺纹加工?
首先,我们需要定义什么是深孔以及为什么需要特别考虑。在钻孔中,那些深度大于3倍孔径的孔称为深孔。深孔攻丝是指攻丝深度大于丝锥直径的1.5倍。例如,当用直径为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。
加工深孔螺纹意味着刀具与工件接触时间较长。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(如钛件)的小深孔中攻丝,容易出现断刀和螺纹不一致的情况。
解决这个问题,可以采用两种解决方法: (1) 攻丝前加大孔径;(2) 使用专为深孔攻丝设计的丝锥。
攻丝前加大孔径
合适的螺纹底孔对于螺纹加工非常重要。稍大的螺纹底孔可有效降低攻丝过程中产生的切削热和切削力。但也会降低螺纹的接触率。
国家标准技术委员会规定,在深孔中,孔壁上只允许攻出螺纹全高的50%。这在特殊材料和难加工材料上攻丝小孔时尤为重要。因为虽然孔壁上的螺纹高度降低导致螺纹接触率降低,但螺纹长度增加,所以仍能保持螺纹的可靠连接。
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螺纹头数。根据以上两个值,可以用经验公式计算出正确的螺纹底孔直径。
切削参数
由于钛零件加工难度大,因此需要充分考虑切削参数和刀具几何形状。
切削速度:由于钛合金具有较大的弹性和变形率,因此需要相对较小的切削速度。在钛合金零件上加工小孔时,推荐的圆周切削速度为10-14英寸/分钟。我们不建议使用较低的速度,因为这会导致工件加工硬化。另外,还要注意刀具破损引起的切削热。
容屑槽:深孔攻丝时,需要减少丝锥的排屑槽数量,以增加每排排屑槽的容屑空间。这样,当丝锥收回时,可以带走更多的铁屑,减少因铁屑堵塞而损坏工具的机会。但另一方面,丝锥的容屑槽加大会减小芯径,从而影响丝锥的强度。所以,这也会影响切割速度。此外,螺旋槽丝锥比直槽丝锥更容易排屑。
前角和后角:小的前角可以增加切削刃的强度,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,在加工钛合金时,必须综合考虑这两个因素,选择合适的前角。
大后角可减少刀具与切屑之间的摩擦。因此,有时要求攻丝角为40°。加工钛金属时,在丝锥上磨出较大的后角,有利于排屑。另外,全磨丝锥和底丝丝锥有利于攻丝。
冷却液:加工特殊材料时,必须保证切削液到达切削刃。为改善冷却液的流动,建议在丝锥背面开一条冷却槽。如果直径够大,可以考虑内冷龙头。 |