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如何延长丝锥使用寿命

1. 丝锥崩牙、打牙的主要原因

在日常攻螺纹中,丝锥崩牙、打牙的主要原因大体总结如下:①反转时,切削根部高点把切削刃挤掉的称“崩牙”。②反转时,切削碎粒挤在丝锥与工件之间把切削刃挤掉的称“崩牙”。③由于工件材质太黏硬,若润滑不好,把切削刃粘掉,称“崩牙”。④由于工件材质太硬,将牙顶掉,称“打牙”。⑤遇工件有砂眼、材质不均的硬块,将牙顶掉,称“打牙”。⑥不合理操作造成的碰撞,如断续切削的速度快、出入头碰撞等,造成的掉牙称“打牙”。

原因①是由于大多数人没发觉其破坏能力的严重性。例如威海职业技术学院的实习工厂——天诺数控机械有限公司,生产的数控刀杆,刀杆尾部均有一个丝孔,分别为:型号40系列对应M16、型号45系列对应M20、型号50系列对应M24,就出现了丝锥使用寿命不长的问题,大部分是因为崩牙而导致的报废。这个问题同时也在其他兄弟单位中普遍存在,甚至在全国机械制造业中均存在这一问题。因为这个问题在手工攻螺纹、普通机床攻螺纹、数控机床攻螺纹都存在,对丝锥的破坏极大,应该引起大家的重视。下面分析问题产生的原因及对策。

2. 解决措施

首先通过图1所示进行说明:图1中工件固定,丝锥旋转,主切削刃标记为E,背去屑刃标记为F。图1a是丝锥切削,丝锥倒转,把切削碎断,以便于排出;图1c是丝锥背去屑刃F,把切削切断,留下高点G,高度为丝锥后角差值(EF弧长的后角差高度);图1d是因高点G而导致的丝锥崩齿。

如何延长丝锥使用寿命
如何延长丝锥使用寿命
如何延长丝锥使用寿命
如何延长丝锥使用寿命

大部分材质的工件,当背去屑刃F后退至切削根部附近,就能把切削顶断(见图1b),但会留有高点,如果继续后退,用背去屑刃F把高点铲矮或把切削切断(见图1c),再继续后退,就是过盈的强制性后退,因为丝锥后面是带有6°~8°后角的斜面,到主切削刃E附近过盈最大,最容易过盈挤压,使主切削刃崩齿(见图1d)。现在的机用丝锥切削刃较短,主要以二扣半丝左右进行切削,特别是大一点直径丝锥,单刃切削余量大,遇到的工件材质稍微黏硬,高点G的抗力就增大,此时丝锥最容易崩齿,因为这个高点的顶抗作用力与切削时的作用力,对切削刃是双向疲劳交替破坏,大大降低了丝锥刃部的持久极限,图2所示是剖开的M12丝锥(没攻通),反转后主切削刃过高点的照片。凸起处即为高点G,主切削刃过高点后,高点处有明显摩擦发亮痕迹,但凸起仍然很明显,极易造成丝锥崩齿。

如何延长丝锥使用寿命

 

通过大量实践操作,发现当丝锥反转少于切削刃数分之一时,即三刃丝锥反转少于1/3、四刃丝锥反转少于1/4时,丝锥崩齿的概率降为最低,只要丝锥反转,把切削碎断,容易排屑即可,就能达到后退的目的,不必让主切削刃过高点G,这样可以有效避免丝锥因高点G挤压导致崩齿。特别是手工操作,采用主切削刃不过高点很有手感,很容易达到目的,更不容易断丝锥。机动攻螺纹时,无论钳工还是车工也尽量控制好后退行程,努力避免主切削刃退过高点,这样能大大提高丝锥的寿命。例如,我们以前没控制后退行程,在Z512台钻上攻M12螺纹(生产100件左右的F214镗头滑块,每件6个M12螺纹,螺纹深18mm,通孔,材质40G)一般需要用2支以上丝锥,最多时用过6支丝锥,自从认识到高点对丝锥的危害性以后,努力控制后退行程,尽量不让主切削刃过高点G(脚踏开关控制),连续两个月生产了三批(第一批105件、第二批105件、第三批103件),结果丝锥寿命大为提高,其中第一批用2支丝锥,第二批只用1支(由于没崩牙,生产超过第70件时,把丝锥刃前面轻轻磨了一下),第三批用了2支丝锥,但第一支丝锥干81件,第二支丝锥只干22件,这个过程中丝锥是完好无损的。

 

关于数控机床因为程序固定,普通操作者无法改变使用程序,所以无法解决该问题,在此向数控机床生产厂家建议,对数控机床程序进行调整,使机床操作者能够自主设定丝锥前后旋转行程。机动攻螺纹时,也尽量控制好后退行程,努力避免主切削刃退过高点,这样能大大提高丝锥的寿命。通过调研发现,数控机床攻螺纹对丝锥的损坏大部分为崩牙,若不崩牙,钝了可以简单修磨一下丝锥前端,使之锋利再用,若崩牙就不值得修磨。

3. 结语

以前之所以没有重视上述问题,是因书本中普遍告诉我们丝锥每前进一定量后,倒转1/4~1/2,使切削碎断,容易排出即可。通过查阅一些书籍,发现其中对于攻螺纹的描述均属于这种说法。故通过实践,建议教材应根据实际情况有所变动:四刃丝锥倒转应少于1/4,三刃丝锥倒转应少于1/3,使切削碎断,容易排出就可。所以,机械同仁应该到用丝锥多的工厂调研一下,了解数控机床攻螺纹时丝锥损坏过多的原因,努力调整现有工艺,提高丝锥的使用寿命,为节约型社会贡献一份力量。


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