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。
螺纹通常是添加到零件的最后一个特征。因此,零件通常需要大量的制造时间,如果有问题,则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。需要深孔线程的应用程序除了标准线程问题外还面临其他挑战。
但是什么是深孔螺纹呢?一般认为,任何超出正常标准的螺纹深度都被认为是螺纹加工的深孔,通常大于3xD。大多数制造商都制造具有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。
穿线方法及孔类型
对于深孔螺纹,通孔或盲孔会带来不同的挑战,特别是取决于所使用的螺纹方法类型,无论是攻丝,螺纹铣削还是螺纹成型。这些方法之间的选择高度取决于各种因素。在大多数情况下,螺纹铣削在深孔螺纹中是首选,尤其是在硬质材料中。
如何执行深孔螺纹加工?
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,那些深度大于孔径的3倍的孔称为深孔。深孔攻丝是指攻丝深度大于丝锥直径的1.5倍。例如,当使用直径为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需要很长时间才能使刀具和工件接触。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,攻入特殊材料(例如钛制零件)的小深孔时,容易造成工具断裂和螺纹不一致。
为了解决这个问题,可以采用两种解决方案:(1)在攻丝之前增加孔的直径;(2)使用专为深孔攻丝设计的丝锥。
在攻丝之前增加孔的直径
合适的带螺纹底孔对于螺纹加工非常重要。稍大的螺纹底孔可以有效降低攻丝过程中产生的切削热和切削力。但这也会降低线程的接触率。
国家标准和技术委员会规定,在深孔中,只能在孔壁上攻丝全高的50%。当在特殊材料和难以加工的材料上攻小孔时,这一点尤其重要。因为尽管由于孔壁上螺纹高度的减小而使螺纹接触率降低,但是螺纹长度却增加了,所以仍可以保持螺纹的可靠连接。
螺纹底孔的直径增量主要取决于所需的螺纹接触率和每英寸的螺纹头数量。基于以上两个值,可以使用经验公式计算出正确的螺纹底孔直径。
切削参数
由于钛零件很难加工,因此必须充分考虑切削参数和刀具几何形状。
切割速度:由于钛合金的弹性和变形率大,因此需要相对较小的切割速度。在钛合金零件上加工小孔时,建议的圆周切割速度为10-14英寸/分钟。我们不建议使用较低的速度,因为这会导致工件的工作硬化。另外,请注意因刀具破损而产生的切削热量。
排屑槽:深孔攻丝时,必须减少排屑槽的数量,以增加每个槽的排屑空间。这样,当丝锥缩回时,可以取走更多的铁屑,从而减少了由于铁屑阻塞而造成工具损坏的机会。但是另一方面,丝锥的切屑槽的增大减小了芯的直径,因此丝锥的强度受到影响。因此,这也会影响切割速度。此外,螺旋槽丝锥比直槽丝锥更容易去除切屑。
前角和后角:前角较小可增加切削刃的强度,从而延长刀具寿命;前角大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,并选择合适的前角。 大的间隙角可以减少刀具与切屑之间的摩擦。因此,有时需要将攻角设为40°。在加工钛金属时,在丝锥上打磨出较大的间隙角,这有利于去除切屑。同样,完全接地的抽头和背景接地的抽头也有助于抽头。
冷却液:在处理特殊材料时,必须确保切削液到达切削刃。为了改善冷却液的流动性,建议打开水龙头背面的冷却槽。如果直径足够大,则可以考虑使用内部冷却水龙头。
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