在鈦合金上創(chuàng)建螺紋孔需要基于對(duì)這些材料的特性和攻絲工藝的特殊性理解之后,并采用適當(dāng)技術(shù)才可以順利完成。
諸如6Al4V鈦這樣的鈦合金攻絲比大多數(shù)合金材料更困難,但肯定可以通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)來達(dá)到目的。鈦既堅(jiān)固又輕巧,因此非常適合在航空航天,醫(yī)療和其他行業(yè)中使用。但是,鈦的非凡性能使其對(duì)計(jì)劃對(duì)該材料中的零件進(jìn)行加工工藝的制造工程師具有挑戰(zhàn)性。
例如,鈦不能很好地導(dǎo)熱。加工鈦時(shí),熱量往往會(huì)積聚在切削工具的表面和邊緣上,而不是通過零件和機(jī)器結(jié)構(gòu)散發(fā)。當(dāng)攻絲時(shí)尤其如此,因?yàn)榭椎膬?nèi)表面與絲錐之間的接觸比工件與鉆頭,立銑刀或其他工具之間的接觸更多。殘留的熱量會(huì)導(dǎo)致切削刃碎裂并降低絲錐壽命。同樣,鈦的彈性模量很低,使其具有“彈性”,因此工件趨于“封閉”在絲錐上。這種效果會(huì)導(dǎo)致線的磨損和撕裂。它還會(huì)增加分接頭上的扭矩并縮短其壽命。
鈦合金攻絲有很多的注意事項(xiàng),賢集網(wǎng)小編翻譯整理了七大實(shí)用技巧。
技巧1:使用適當(dāng)?shù)乃俣?/span>
為了獲得最佳的攻絲效果,請(qǐng)使用高質(zhì)量的絲錐,將其安裝在現(xiàn)代化的絲錐支架上,并在具有良好進(jìn)給控制的機(jī)器上施加適當(dāng)?shù)乃俣取?/span>
攻絲速度對(duì)于切削鈦合金中的螺紋至關(guān)重要。速度不足或過高都會(huì)導(dǎo)致絲錐故障和/或絲錐壽命縮短。對(duì)于進(jìn)入和退出螺紋孔,我們建議攻絲速度為10到13 sfpm。雖然比攻絲其他大多數(shù)材料的攻絲速度要慢,但該范圍已被證明可以提供最一致的攻絲壽命和最高的生產(chǎn)率。
技巧2:選擇正確的流體
流體(冷卻劑/潤滑劑)會(huì)影響水龍頭壽命。盡管攻絲可以選擇使用與鈦其他操作相同的流體,但是這種流體不一定能產(chǎn)生理想的螺紋質(zhì)量和絲錐壽命。我們建議使用高百分比的機(jī)油或更好的自攻油的優(yōu)質(zhì)乳液。在攻絲中,流體的潤滑特性通常比冷卻更重要,因?yàn)楣ソz以相對(duì)較低的速度運(yùn)行并且不會(huì)去除大量的材料。潤滑性有助于延長(zhǎng)絲錐壽命并保護(hù)螺紋的表面光潔度。
攻絲極難加工的鈦合金可能需要帶有極壓添加劑的攻絲膏。盡管在工具/工件界面中產(chǎn)生了很高的機(jī)械加工力,但這些添加劑的設(shè)計(jì)仍能粘附在切削表面上。攻絲膏的缺點(diǎn)是必須手動(dòng)施加,而不能通過機(jī)器的冷卻劑系統(tǒng)自動(dòng)施加。
技巧3:使用現(xiàn)代化的數(shù)控機(jī)床
盡管任何能夠切割鈦合金的機(jī)器都應(yīng)該能夠有效地攻絲這些材料,但是現(xiàn)代CNC機(jī)床最適合攻絲鈦。通常,這些較新的機(jī)器提供嚴(yán)格的(同步)攻絲循環(huán)。
較舊的CNC單元通常缺少此功能。但是,可以使用帶有較早控制裝置的機(jī)器來攻絲鈦,但是必須使用張力/壓縮式攻絲架,而不是剛性的筒夾型攻絲架。張力/壓力保持器可以補(bǔ)償絲錐進(jìn)給中的變化,這是因?yàn)樵谶@些較舊的控件上,軸控制效果不佳。
技巧4:使用最好的水龍頭
許多水龍頭制造商都有專門為鈦或其他硬質(zhì)合金設(shè)計(jì)的產(chǎn)品線。這些產(chǎn)品通常使用螺旋形凹槽,因?yàn)樗鼈儍A向于將切屑向上提起并從孔中取出,從而防止切屑堆積在切屑上。切屑堆積是絲錐故障和螺紋質(zhì)量問題的主要原因。各種供應(yīng)商提供的其他設(shè)計(jì)功能均為專有。
Emuge有兩種絲錐設(shè)計(jì),用于切削鈦合金中的螺紋。通孔應(yīng)用需要Rekord C-Ti系列絲錐。該系列的絲錐具有一個(gè)8至10度的左旋螺旋槽,專為右側(cè)切入通孔而設(shè)計(jì)。除了用于切削堅(jiān)硬合金材料的端面前角和后刀特性外,它還結(jié)合了四到五螺紋倒角。盲孔應(yīng)用需要Rekord D-Ti系列。該系列的絲錐具有一個(gè)10到15度的右旋螺旋槽,專為右旋螺紋設(shè)計(jì)。結(jié)合了兩到三螺紋倒角以及適當(dāng)?shù)那皟A角和后刀角特征。請(qǐng)注意,盲孔絲錐被設(shè)計(jì)為從孔的頂部提取切屑,而通孔絲錐被設(shè)計(jì)為將切屑推入孔的底部。
技巧5:使用高性能的絲錐支架
絲錐特別容易受到振動(dòng)的影響,振動(dòng)會(huì)降低螺紋質(zhì)量并縮短絲錐壽命。因此,應(yīng)使用高性能的絲錐支架來提供牢固的安裝。我們建議使用Softsynchro夾頭型絲錐支架進(jìn)行剛性/同步攻絲循環(huán)。在現(xiàn)代CNC加工中心上,可以進(jìn)行剛性/同步攻絲循環(huán),因?yàn)橹鬏S的旋轉(zhuǎn)可以在順時(shí)針和逆時(shí)針方向上與攻絲進(jìn)給軸精確同步。這種能力使生產(chǎn)螺紋時(shí)無需在絲錐中進(jìn)行長(zhǎng)度補(bǔ)償成為可能。由Emuge開發(fā)并由許多供應(yīng)商提供的Softsynchro型刀柄,旨在補(bǔ)償即使是最好的CNC設(shè)備也可能發(fā)生的輕微同步誤差。
對(duì)于沒有剛性攻絲循環(huán)的CNC機(jī)床,請(qǐng)使用具有初始硬啟動(dòng)功能的高質(zhì)量攻絲架。這種設(shè)計(jì)采用了張緊機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)使絲錐僅在產(chǎn)生一定的軸向壓力后才可以切割。本質(zhì)上,分接頭會(huì)暫時(shí)“停滯”,直到可以克服內(nèi)置電阻為止。硬啟動(dòng)功能可確保絲錐每次都在相同位置開始切割。如果沒有此功能,則隨著絲錐變鈍,固定器內(nèi)絲錐的壓縮就會(huì)增加。絲錐的過度壓縮會(huì)阻止其將螺紋切削到最大深度。由于鈦的韌性使任何切削刀具都更快變鈍,因此如果沒有絲錐支架的硬起動(dòng)功能,產(chǎn)生不良螺紋的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)更大。
同樣,請(qǐng)確保對(duì)CNC進(jìn)行編程,以使其以最佳的表面速度攻絲。還建議將具有硬啟動(dòng)功能的刀柄用于在手動(dòng)機(jī)器上攻絲。
技巧6:前期檢查
為了獲得最高的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性,請(qǐng)檢查您的夾緊應(yīng)用程序,以確保您的夾具系統(tǒng)可以充分固定在零件上。該建議對(duì)于小批量的車間和大批量的汽車生產(chǎn)廠尤其重要,因?yàn)樗鼈儽纫酝魏螘r(shí)候都更可能遇到涉及鈦工件的工作。這些工件中的許多將具有薄壁和復(fù)雜的特征,這有利于振動(dòng)。在這些應(yīng)用中,剛性設(shè)置有益于包括攻絲在內(nèi)的所有加工操作。由于這些原因,我們建議您與工作解決方案提供商緊密合作,以便他們了解您的特殊挑戰(zhàn)。這樣做將有助于避免溝通不暢,并降低總體項(xiàng)目成本。
技巧7:傳授一個(gè)很實(shí)用的經(jīng)驗(yàn)
絲錐的壽命取決于許多因素,包括機(jī)器的性能,進(jìn)給控制的精度,絲錐支架的質(zhì)量,鈦合金的特定等級(jí),冷卻液或潤滑劑的類型等。優(yōu)化所有這些因素將確保攻絲操作既經(jīng)濟(jì)又高效。
攻鈦時(shí),一個(gè)很實(shí)用的經(jīng)驗(yàn)是:對(duì)于一個(gè)孔,其深度是其直徑的兩倍,每次攻絲可預(yù)期有250-500個(gè)孔。保留良好的記錄以監(jiān)控水龍頭壽命。(當(dāng)然,無論您要攻絲的材料如何,都要用新的絲攻開始新的工作。)絲錐壽命的意外變化可能表明必須調(diào)節(jié)鍵變量。敲擊操作的問題還可能表明存在對(duì)其他操作產(chǎn)生負(fù)面影響的狀況。