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鈦合金攻絲技術及絲錐改進研究

2019-11-12

         鈦合金是一種難切削材料,切削過程中的特點主要體現在以下方麵。切削層變形小由於鈦合金的塑性低和鈦的化學活潑性高,在高切削溫度下化學親和性很強,容易與大氣中的氧氮等元素化合,從而使脆性提高,切削變形小;鈦絲切削溫度高鈦合金導熱性很差,導熱係數隻相當於45號鋼的1/5-1/7,切削熱不容易散出,主要集中在切削區和切削刃附近的較小範圍內;冷硬現象嚴重一是切削過程中產生的塑性變形,二是在高的切削溫度下,鈦很容易吸收空氣中的氧和氮形成硬而脆的外皮,冷硬現象不僅會降低零件的疲勞強度,而且能加劇刀具磨損程度;刀具容易磨損主要有:機械磨損:毛坯餘量和組織不均勻,硬皮與刀具表麵接觸發生強烈的機械摩擦,使刀具受到不均勻的負荷造成崩刃現象,此外已加工表麵產生的較大彈性恢複,也會使刀具磨損;粘接磨損:鈦合金對刀具材料的親和性很強,在切削溫度高和切削力大的條件下,很容易與刀具中的某些元素如""C.TI.Co"等粘附在一起,隨切屑的流出導致刀具破損。

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      切削層變化帶來的絲錐受力不均勻絲錐攻絲過程屬於半封閉式多刃薄切削過程,與車削螺紋相比較,切削條件惡劣。鈦絲廠家在工件底孔內切出的螺紋,是由絲錐切削刃瓣上的各切削牙逐層切削而成的。不難看出,絲錐或工件旋轉一周後,每個切削牙都前進一個螺距,並分別從工件上切除一層金屬。用機用絲錐攻絲時,隨著絲錐切入孔中,切削層總麵積逐漸增加,當切削錐全部進入孔中工作時,切削層總麵積達到大值,當絲錐再繼續前進時,由於校準部不起切削作用,所以切削層總麵積不再增加。對於鈦合金來說,因切削層巨大的摩擦力和塑性變形給運動中的絲錐受力帶來了波動,一個最有效的改變辦法是將螺紋底孔直徑增加到所允許的上限,大程度地減小切削層厚度。


       由於鈦合金材料在鈦絲加工過程中容易產生表麵加工硬化,特別是加工小直徑螺紋孔,成了難題。攻絲時由於縮孔,攻上幾扣,就抱住絲錐,切削力特別大,普通絲錐很容易折斷,使工件無法繼續加工。基於上述受力情況,筆者首先將絲錐的大徑、中徑、小徑磨小並分為個等級,以減少切削力帶來的影響,但是由於切削量小,工件又容易產生加工硬化,加工起來比較費勁,效率很低,攻上幾個螺紋孔就不能繼續使用了。後從改變切削角度入手,經過多次反複實驗,將絲錐直槽變為螺旋槽,即在原切削牙上按螺旋角度"磨去).+扣,如圖-所示,以減小絲錐切削時的接觸麵積。使切屑與前刀麵的接觸長度增大,切削熱和切削力不至於過分集中於切削刃附近,改善了散熱條件,也可加強切削刃,減少崩損的可能性。

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