絲錐斷裂10大問題分析匯總
1. 絲錐品質(zhì)不好
主要包括材料、數(shù)控刀具設(shè)計、熱處理情況、加工精度和涂層質(zhì)量等。例如,絲錐截面過渡處尺寸差別太大或沒有設(shè)計過渡圓角導(dǎo)致應(yīng)力集中,使用時易在應(yīng)力集中處發(fā)生斷裂。柄、刃交界處的截面過渡處離焊口距離太近,導(dǎo)致復(fù)雜的焊接應(yīng)力與截面過渡處的應(yīng)力集中相迭加,產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中,導(dǎo)致絲錐在使用中斷裂。又例如,熱處理工藝不當(dāng)。絲錐熱處理時,若淬火加熱前不經(jīng)預(yù)熱、淬火過熱或過燒、不及時回火及清洗過早都有可能導(dǎo)致絲錐產(chǎn)生裂紋。
應(yīng)對措施:選用品質(zhì)優(yōu)良可靠的絲錐品牌以及更為合適的絲錐系列。
2. 絲錐選擇不當(dāng)
對硬度太大的攻件應(yīng)該選用高品質(zhì)絲錐,如含鈷高速鋼絲錐、硬質(zhì)合金絲錐和涂層絲錐等。此外,不同的絲錐設(shè)計應(yīng)用在不同的工作場合。例如,絲錐的排屑槽頭數(shù)、大小和角度等對排屑性能都有影響。
對于像沉淀不銹鋼、高溫合金等硬度高同時韌性又好的難加工材料,可能會出現(xiàn)絲錐因自身強(qiáng)度不夠,無法抵抗攻絲加工的切削抗力而折斷。另外,絲錐與加工的材料不匹配這個問題近幾年越來越受到重視。隨著新材料的不斷增加和難加工,為了適應(yīng)這種需要,刀具材料的品種也在不斷地增加。這就需要在攻絲前,選擇好合適的絲錐產(chǎn)品。
應(yīng)對措施:選用高強(qiáng)度材料的絲錐(如粉末高溫鋼等),提高絲錐自身強(qiáng)度;同時改善絲錐表面涂層,以提高絲維表面硬度。極端情況甚至手工攻絲也許是可行的方法。
3. 絲錐過度磨損
另一種極為常見的情形,絲錐在加工若干個螺紋孔后,由于絲錐過度磨損使得切削抗力變大,導(dǎo)致絲錐拆斷。
應(yīng)對措施:首先推薦使用V柄,它會明顯延緩絲錐的磨損,從而提高絲錐使用壽命;同時,使用優(yōu)質(zhì)的攻絲潤滑油也能夠有效延緩絲錐的磨損;另外,使用螺紋量規(guī)(T/Z)可以輕松判斷絲錐情況。
4. 軸向同步誤差
加工中心攻絲過程中,大量的斷絲錐是因為機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)與軸向進(jìn)給同步性存在誤差,使得絲錐承受的軸向拉力(或壓力)增大,導(dǎo)致絲錐斷裂。而同步誤差幾乎是加工中心(或數(shù)控車床)剛性攻絲無法完全避免的,尤其是在絲錐退回(反轉(zhuǎn))的瞬間更為突出。
應(yīng)對措施:使用V柄,它徹底解決剛性攻絲軸向同步誤差補(bǔ)償問題。
5. 斷屑、排屑困難
對于盲孔攻絲,通常采用螺旋槽后排屑絲錐,如果鐵屑纏繞在絲錐上無法順利排出,絲錐將會憋斷,而大量的被加工材料(如鋼和不銹鋼以及高溫合金等)攻絲加工通常是難以斷屑的。
應(yīng)對措施:首先考慮改變絲錐的螺旋升角(通常會有幾種不同螺旋角可選),設(shè)法讓鐵屑能夠順利排除;同時適當(dāng)調(diào)整切削參數(shù),其目的也是確保鐵屑能夠順利排除;必要時可以選用變螺旋角絲錐,以確保鐵屑能夠順利排出。
6. 底孔孔徑偏小
例如,加工黑色金屬材料M5×0.5螺紋時,用切削絲錐應(yīng)該用選擇直徑4.5mm鉆頭打底孔,如果誤用了4.2mm鉆頭來打底孔,攻絲時絲錐所需切削的部分必然增大,進(jìn)而使絲錐折斷。建議根據(jù)絲錐的種類及攻件材質(zhì)的不同選擇正確的底孔直徑,如果沒有完全符合的鉆頭可以選擇大一級的。
7. 攻件材質(zhì)問題
攻件材質(zhì)不純,局部有過硬點或氣孔,導(dǎo)致絲錐瞬間失去平衡而折斷。
8. 機(jī)床沒有達(dá)到絲錐的精度要求
機(jī)床和夾持體也是非常重要的,尤其對于高品質(zhì)的絲錐,只要一定精度的機(jī)床和夾持體才能發(fā)揮出絲錐的性能。常見的就是同心度不夠。攻絲開始時,絲錐起步定位不正確,即主軸軸線與底孔的中心線不同心,在攻絲過程中扭矩過大,這是絲錐折斷的主要原因。
9. 切削液、潤滑油品質(zhì)不好
這點國內(nèi)的許多企業(yè)都開始關(guān)注起來,切削液、潤滑油品質(zhì)出現(xiàn)問題,加工出的產(chǎn)品質(zhì)量很容易出現(xiàn)毛刺等不良情況,同時壽命也會大大降低。
10. 切削速度與進(jìn)給量不合理
當(dāng)加工出現(xiàn)問題時,國內(nèi)大部分用戶是降低切削速度和減小進(jìn)給量,這樣絲錐的推進(jìn)力度降低,其生產(chǎn)的螺紋精度因此被大幅度降低,這樣加大了螺紋表面的粗糙度,螺紋孔徑和螺紋精度都無從控制,毛刺等問題當(dāng)然更不可避免。但是,進(jìn)給速度太快,導(dǎo)致的扭力過大也容易導(dǎo)致絲錐折斷。機(jī)攻時的切削速度,一般鋼料為6~15m/min;調(diào)質(zhì)鋼或較硬的鋼料為5~10m/min;不銹鋼為2~7m/min;鑄鐵為8~10m/min。在同樣材料時,絲錐直徑小取較高值,絲錐直徑大取較低值。
以上的這些問題,都需要操作人員做出判斷或向技術(shù)人員反饋。例如,加工盲孔螺紋時,當(dāng)絲錐即將接觸孔底的瞬間,操作者并未意識到,仍按未到孔底時的攻絲速度給進(jìn),或排屑不暢時強(qiáng)行給進(jìn)導(dǎo)致絲錐折斷。建議操作人員加強(qiáng)責(zé)任心。
綜上所述,造成絲錐斷裂的原因可謂多種多樣,機(jī)床、夾具、工件、工藝、夾頭及刀具等都有可能,僅憑紙上談兵也許永遠(yuǎn)都找不到真正原因。做為一個合格、負(fù)責(zé)的刀具應(yīng)用工程師,最重要的是深入現(xiàn)場,而不是僅憑想象。舉個最簡單的例子,假如絲錐切削錐長度太長,攻絲時撞至底孔底部而斷裂,如果不深入現(xiàn)場,僅憑猜測絲錐性能、工件材料、加工工藝等是很難獲知的。