小孔攻丝的问题与对策
发布时间:
2024-11-01
来源:
1 问题的提出
小孔(D<1Omm)常见于各类微小型薄板件的冲出孔、铸铝小机座，这类零件的材料具有较大的塑性，通常在攻丝机上采用机用丝锥一次攻出，用螺纹量规抽样检测产品质量，大端不通过，小端应能轻松通过或稍紧通过才算合格，合格率应大于99%。在生产实践中，经常发生抽样合格率不符合要求的情形，严重影响了生产的正常进行。
解剖测量不合格零件，发现其原因主要有两个：
螺纹直径偏小(底孔直径合格)；
螺纹表面嵌着芝麻状黑色小硬物—积屑瘤。
通过反复试验分析可知，积屑瘤和弹复是造成不合格品的主要原因。
2 积屑油和弹复的形成及防止
在金属切削过程中，如果切削速度不很高，又能形成带状切屑，工件上的金属材料就会冷焊并沉积在前刀面上形成很硬的楔块——积屑瘤。
在金属切削过程中，由于前刀面的推挤以及后刀面的挤压与津擦，使切削区域的工件材料产生弹性变形和塑性变形，切削过后由于切削力而使弹性变形恢复的现象——弹复。
积屑瘤的形成 当切屑沿前刀面流出时，在的温度与压力作用下，与前刀面接触的切屑底层受到很大摩擦阻力，致使这一层金属流速减慢，形成很薄的滞流层。当前刀对滞流层的摩擦阻力超过被切削材料的内部结合力时，就会有一部分金属粘附在切削刃附近形成积屑瘤，积屑瘤形成后不断长大，达到高度时，由于切削力引起的应力超过了积屑瘤附着于前刀面上的粘结强度时，积屑痛就会脱落。积屑瘤脱落后或被切屑带走或嵌在工件表面上，上述过程是反复进行的。
积屑瘤对切削加工的影响 积屑瘤在形成过程中，金属材料因塑性变形而被强化，因此，积屑瘤的硬度比工件材料高，能代替切削刃进行切削，起到保护切削刃的作用。同时由于积屑瘤的存在加大了刀具实际工作角，使切削轻快，但是，积屑瘤的伸出切削刃之外，而且在不断产生和脱落，使实际切削深度和切削厚度不断变化，影响尺寸精度，并会导致切削力的变化，引起振动，还会有一些积屑瘤或其碎片粘附在已加工表面上，使表面变得粗糙，造成次品或废品。小孔攻丝中一方面由于积屑瘤的影响，造成尺寸误差，另一方面由于积屑瘤嵌在螺纹表面上，使量规通端不能通过，出现不合格品。
积质瘤的控制 影响积屑瘤形成的主要因素有：工件材料的性能、切削速度和冷却润滑条件、刀具几何参数等。工件材料性能中，塑性越大，越容易形成积屑瘤。例如加工低中碳钢及铝合金等材料时，都易产生积屑瘤，要避免积屑瘤，可将工件材料进行正火或调质处理，以提高其强度和硬度，降低塑性。在对工件材料进行切削加工时，切削速度是通过切削温度和摩擦来影响积屑瘤的主要因素。当切削速度很低时，切削温度较低，切屑内部结合力较大，前刀面与切屑间的摩擦系数较小，积屑瘤不易形成。当切削速度加大时，切削温度升高，摩擦加大，则易形成积屑瘤，当切削速度很高时，摩擦较小，则无积屑瘤形成。因此，当某一速度下出现积屑瘤时，可以进一步降低或提高切削速度以避免产生积屑瘤。对于攻丝机，其速度的变化是有限的几级，因而较难通过改变速度积屑瘤，选用适当的切削液，可降低切削温度，减小摩擦，能明显减少或避免积屑瘤的产生。在试验中，采用浇水或搽油的方法、能减少摩擦，降低切削温度避免积屑瘤的产生。但是供水设备的添置和运作，增加了生产成本，而搽油润滑受人为因素影响较大，一旦疏忽，忘了搽油，质量便不能保证。
试验中，通过改变刀具几何参数从而切削条件，避免或减少积屑瘤及弹复的产生，加大刀具前角，可以减少切屑与前刀面之间的挤压，减少切屑与前刀面之间的摩徐力，加大后角，可以减少主后刀面与工件已加工表面间的挤压与摩擦，减少摩擦力。因此，加大丝锥前角或同时加大其后角，能减小丝锥切削刃对工件切削区域的挤压与摩擦减小切削力，减小工件的弹性变形，从而由于弹性变形的恢复所造成的螺纹直径不合格的问题，也由于前角的加大，使切削刃变得锋利，挤压与摩擦作用的减轻使切削温度明显降低，积屑瘤的影响。
3 结束语
生产实践证明，受加工成本及生产条件等实际的因素的限制，对购回的材料一般不再进行热处理，因此，外部条件，如改变切削速度，加冷却润滑液，改变刀具角度等就成了积屑瘤及弹复对攻丝质量影响的主要措施。其中通过刃磨丝锥前刀面以加大前角，使切削刃变锋利，从而积屑瘤及弹复的影响，是行之、经济便捷的重要方法。
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