丝锥断裂常见原因分析

在螺纹加工的过程中,经常会碰到丝锥断裂的情况,是什么原因导致了这种情况的发生呢?

丝锥断裂常见原因分析

1.丝锥品质不良

刀具主体材料,刀具设计,热处理情况,加工精度,涂层质量等等。例如,丝锥截面过渡处的尺寸设计的差别太大或没有设计过渡圆角导致应力过于集中,使用时在应力集中处就容易发生断裂。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。例如,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。先进的热处理工艺,在很大程度上这也是进口丝锥整体性能优于国产丝锥的重要原因。

2.丝锥选择不当

丝锥选择不当,导致排屑不畅,丝锥断裂。此外,不同的丝锥设计应用在不同的工作场合。例如,丝锥的排屑槽型、排屑槽头数、大小、角度等等都对排屑性能有影响。

3.丝锥与加工材料不匹配

这个问题近年来越来越受到重视,并不是贵的就好,适合的才是最好的。在实际的生产中,应根据加工材料的不同而选用相适用的丝锥。例如对硬度太大的加工材料应该选用高品质丝锥,如含钴高速钢丝锥、硬质合金丝锥或带有涂层丝锥等。对于铝合金等软性材料,因为排屑偏粘,优先选用挤压丝锥,避免排屑带来的困扰。随着新材料的不断增加和难加工,为了适应这种需要,刀具材料的品种也在不断地增加。所以在攻丝前,一定要选择合适的丝锥产品。

4.底孔孔径偏小

例如,加工M10的粗牙螺纹,用切削丝锥应选用直径8.5mm钻头打底孔,如果误用了8.3mm钻头来打底孔,攻丝时丝锥所需切削的部分必然增大,进而导致丝锥折断。建议根据丝锥的种类及加工材料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。

5.加工材料材质问题

加工材料材质不纯,局部有过硬点或气孔,导致丝锥瞬间失去平衡而折断。

6.机床没有达到丝锥的精度要求

机床和夹具也是非常重要的,尤其对于高品质的丝锥,要有精度相配套的机床和夹具才能最大限度地发挥出丝锥的性能。最常见的就是同轴度不够。攻丝开始时,丝锥起步定位如果不正确,即主轴轴线与底孔的中心线有偏差,那么在攻丝的过程中扭矩就会过大,这也是丝锥折断的主要原因。

7.切削液、润滑剂品质不好

这点现在也被越来越被关注起来,许多采购进口刀具和机床的企业有着非常深刻的体会,如果切削液、润滑剂使用不得当,品质出现问题的话,加工出的工件质量很容易出现毛刺等不良情况,同时丝锥的使用寿命也会大幅降低。

8.切削速度与进给量不合理

根据被加工件的规格和材质,要采取相适应的切削速度和进给量。切削速度过低,进给量过小,会导致丝锥的推进力度降低,其生产的螺纹精度也因此大幅下降,这样就加大了螺纹表面的粗糙度,螺纹孔径和螺纹精度都无从保证,毛刺等问题当然更不可避免。相反地,如果切削速度过快,进给量过大,导致的扭力过大也容易使丝锥折断。相关参数和公式有表可查。不在这里一一赘述。在同样材料时,丝锥直径小的取较高值,丝锥直径大取较低值。

9.操作人员技术与技能没有达到要求

以上几点,是需要操作人员根据经验做出判断或向技术人员反馈,但有很多情况下是操作人员的重视度不够。例如,加工盲孔螺纹时,当丝锥即将接触底孔底部时,操作者并未意识到,仍按未到孔底时的攻丝速度进给,或排屑不畅时依然给进导致丝锥折断,这都需要操作人员加强责任心。

综上所述,造成丝锥断裂的原因有很多,机床、夹具、工件、工艺及刀具等等都有可能。需要从业者在各个环节上都要做到精益求精,才能保证生产出精度合格的产品。尤其对于一些大型、昂贵、精密的工件加工,因为丝锥断裂、工件报废,付出的代价是相当巨大的。这也是企业花高价钱选用进品丝锥的主要原因。

同时为了解决各企业经常出现的断丝锥现象,洛阳信成自主设计了一款产品:取断丝锥电火花机,它是一种利用脉冲放电的方式,对各种钢、铁及硬质合金等,进行高效加工的电火花设备。便携式电火花机可以方便、无损、快速去除折断在工件中的丝锥、钻头、绞刀、螺钉、塞规等;可在任意大小、形状的工件上加工,尤其适用于难于在电火花机床上加工的大型工件。广泛适用于批量小型零件去除断丝锥、加工非精度要求的孔、打标等。


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