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螺纹磨床谈谈丝锥加工钛合金材料的应用


螺纹磨床丝锥加工钛合金,在当下的制造业中,已经非常常见,因为钛合金材料的优势已经非常明显,被运用于非常广泛的行业和领域。加工钛合金专用的丝锥,不仅要根据钛合金材料来设计,同时还要根据工件螺孔形式、螺孔精度要求、机床条件等诸多不同的条件设计、选用最适合加工钛合金的合适的丝锥。

一、加工钛合金丝锥材料的选用
加工钛合金专用的丝锥应该选用与钛合金亲和力小、导热性能良好、强度高的细晶粒钨钴类硬质合金,当然为了节约成本,也可以用高温性能较好的高速钢和高速钢含钴类材料及粉末冶金高速钢。为提高丝锥的使用性能,还可以对表面进行涂层强化处理。可选用TiAlCN、TiCN、TiAIN 、TiN等涂层,涂层后的刀具表面有硬层,耐磨性好,与被加工材料间的摩擦系数小,但不降低基体材料的韧性,刀具的耐用度显著提高。

二、丝锥结构的设计
在丝锥结构方面,首先应提高刀具材料的刚性,好的材料结合适当的刃具形式,才能发挥出较好的性能。可以根据需要选用先端丝锥、跳牙丝锥及修正齿型角丝锥等多种形式。
先端丝锥
(1)丝锥前角和后角对其加工性的影响。
螺纹磨床告诉你,根据生产现场的观察,加工钛合金时,钛合金被切削时易产生弹性变形和弹性恢复,使摩擦力和切削力增大,刀具磨损加快,被切螺纹精度降低。丝攻的前刀面崩损严重,多发生在切削锥上接近导向部分附近,开始是单个螺牙崩掉,继而是几个螺牙的前刀面连片的崩掉。这是由于该部位的切削刃接近于螺纹外径,刀齿变尖,强度减弱。当前角较大时,强度减弱更为明显,刀刃受力集中在螺齿间部分,更易崩损。因此丝锥的合理前角应根据被加工钛合金材料的加工特性来选择,应选择较小前角,为此选前角为5°左右。
后角选择不当对丝锥崩齿也有一定的影响,如果切削锥的后角太大,则丝锥回攻时未脱落的切屑及已脱落细小切屑容易从刃瓣背后挤进去,而不是被切掉,与丝锥背面产生强烈的摩擦和挤压,有时也会引起丝锥前刀面的崩损。为了减小摩擦力和摩擦扭矩、避免丝锥粘屑、提高螺纹表面质量,将加工钛合金用丝锥后角加大为4°~8°。同时,整个丝锥牙型面应全齿铲背,保证齿侧后角为30′~40′。
(2)普通材料通孔攻丝时,通常选取丝锥的切削锥长度L5=2P,切削锥度Kr=17°,每齿切削厚度ac=P·sinKr/N(N 为齿数),N =3,P=1时,ac=0.09745mm。钛合金通孔攻丝加工时,为降低攻丝切削力,选取切削锥长度L5=(10~20)P。为保证顺利导入螺纹底孔,按tanKr=(0.7~0.8)P /L 5 选取切削锥度,即Kr=4 °~2 °,每齿切削厚度:N=3,P=1时,ac=0.023~0.012mm;每齿切削厚度大幅减少。c. 为了减小摩擦和螺纹孔的扩张量,加大校准部分刀齿后角,将加工钛合金用丝锥的倒锥度加大至(0.04~0.08)mm/25mm。
(3)精锥是攻丝加工时切制出最终完整牙型的精加工数控刀具,为了提高钛合金攻丝的螺纹尺寸精度和表面质量,必须提高精锥的尺寸精度和表面质量,减少切削载荷。
(4)丝锥的槽形对加工的影响。丝锥容屑槽形状对切屑的形状有很大的影响,容屑槽应能保证切屑的顺利卷曲,并且有较大的容屑空间,对盲孔攻丝来说,这一点尤其重要。

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