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丝锥及攻丝技术的新发展

来源：信息中心　时间：2009-2-1 10:53:01

攻丝是属于比较困难的加工工序，因为丝锥几乎是被埋在工件中进行切削，其每齿的加工负荷比其它刀具都要大，并且丝锥沿着螺纹与工件接触面非常大，切削螺纹时它必须容纳并排除切屑，因此，可以说丝锥是在很恶劣的条件下工作的。为了使攻丝顺利进行，应事先考虑可能出现的各种问题。如工件材料的性能、选择什么的刀具及机床、选用多高的切削速度、进给量等。

在特殊工件材料上攻丝

工件材料的可加工性是攻丝难易的关键。Hansen-Whiney公司设计师Vernon Hill说：“现在丝锥生产厂家主要关注的是，发展针对特殊材料加工的丝锥”。针对这些材料的性能，改变丝锥切削部分的几何形状，特别是它的前角和下凹量(HOOK)─前面的下凹程度(见“最高加工速度有时受到机床性能限制。对于较小的丝雄，主轴速度要想达到理想速度[ rpm= (sfm x 3.8)/丝锥直径] ，可能已经超过了主轴最高转速。另一方面，用较大的丝锥高速切削，会产生较大的扭矩，可能比机床提供的马力还大。”

“应用 700psi的内冷却工具，切削速度有可能达到250sfm。而在没有内冷却设施的机床上，切削速度只能达150sfm。丝雄不同于大多数金属切削工具，因为它与工件孔壁接触面积非常大，所以冷却至关重要。如果高速钢丝锥过热，则丝推会折断、烧损。”Shepherd说：“Emuge公司高性能丝雄的几何形状特点，就是有较大的后角和倒锥。”

上述丝锥的几何形状，再配以特殊的涂层表面(象TiN、TiCN、CrN或TiAlN)，可大大提高丝锥的寿命。这些耐热的、光滑的涂层，减小了切削力并允许在更高的切削速度下攻丝。实际上，较新的高性能丝锥的开发，极大地促进了机床主轴速度和功率的提高。

硬质含金丝锥的使用增多

象车削中硬质含金刀具逐渐替代高速钢刀具一样，硬质合金丝锥也开始更多地用于螺纹孔加工，与高速钢相比，硬质合金硬度高、脆性大，用硬质含金丝锥攻丝，存在切屑处理的问题。虽然如此，硬质含金丝锥对于加工铸铁和铝合金材料，其使用效果很好，丝锥的破损形式主要是机械磨损。

Alien Benjamin公司总经理Amy Haywood说，由于汽车工业加工大量的铸铁与铝合金零件，因此使用硬质合金丝锥以获得刀具的长寿命。在加工这些材料的工件时，硬质合金丝锥比高速钢丝锥寿命更长。在汽车工业中，丝推换刀时间的减少明显是个重要因素，而硬质合金丝推的长寿命将使换刀时间最小化。用表面涂层的小螺旋角硬质合金丝锥在硅含量为8%-12%的铝合金工件上攻丝，其效果很好。他还说用亚微细颗粒(Submicron-grain)硬质含金制作的丝锥，可增加刀具韧性而不降低其硬度，在切削淬硬钢、塑料和难加工镍基合金时效果很好。该公司生产的PRX系列丝推，在一定条件下，可在镍铬铁合金 Inconel 718上连续攻丝200个螺孔以上，而以前必须重磨才能达到。

Regal Cutting Tool公司国际销售部经理Gene Delett说，硬质合金丝锥是该公司市场增长最快的产品之一。他说：“新的细颗粒硬质合金丝锥也适合于某些一般加工，切削速度可提高5－6倍，刀具寿命提高100倍。其价格当然比高速钢丝锥贵很多倍，可使用的收益要比支出大得多，特别适合于汽车工业的大量生产。”但应注意的是，使用硬质合金丝锥时，需要用刚性攻丝方式(即不用浮动攻丝夹头和扭转保护机构，工件螺距由机床CNC系统控制丝锥转速、进给量，刚性地保证——译者)。

也有一些针对某种加工材料研制的丝锥，在另外一些材料上攻丝，也取得了良好的加工效果。如将原本用于在镍合金上攻丝的丝锥(一种优质钢制成的，带有适当后角，螺纹长度很短的丝锥)，用来加工硬度为HRC38的4340钢，效果也很好。

Mskinis说，尽管丝锥在不断发展，但他们了解到，很多用户对提高切削速度并不感兴趣，他们所关心的是通常攻丝时出现的丝锥崩刃、螺孔扩大、排屑等问题。

丝锥与切削用量的选择

首先，攻丝前应搞清楚五个问题：(1)被加工工件是什么材料？(2)工件材料强度如何？(3)所加工螺孔是通孔还是盲孔？(4)螺孔有多深(或工许厚度是多少？)(5)要加工的螺孔类别与尺寸怎样。

根据上述内容来选择丝锥。有很多方法可以找到加工各种工件材料所需的丝锥，象参考样本及选择即用什么方法加工一个螺孔，费用是多少。可以说这个程序是经济、高效攻丝的新起点。

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