不銹鋼小直徑螺紋孔攻絲研究

何飛迎 ，李芳 ，劉麗娜 ，曾慧敏，羅峰

（1.中航工業(yè)南方動(dòng)力機(jī)械公司，湖南 株洲 410000；2.湖南株洲南方航空高級(jí)技工學(xué)校，湖南 株洲 410000）

1 引言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，不銹鋼材料被越來越廣泛應(yīng)用，但由于其具有較高的強(qiáng)度、較大的塑性和韌性，故切削性能較差，生產(chǎn)、加工比較困難。特別是在小孔攻絲時(shí)，散熱、排屑效果不好，常常出現(xiàn)螺紋加工精度不高、斷絲錐問題，甚至造成工件報(bào)廢。本文僅從以下幾個(gè)方面研究不銹鋼小直徑螺紋孔攻絲。

2 正確加工螺紋底孔

螺紋底孔的加工，一定要嚴(yán)格按照加工手冊(cè)查表和計(jì)算，并正確選擇加工螺紋底孔的鉆頭。鉆頭的切削刃要鋒利，刃帶要光滑，不得有毛刺和磨損等，避免底孔刮傷或產(chǎn)生錐度等缺陷。在螺紋底孔的加工時(shí)，孔口一定要倒角，通孔螺紋兩面都要倒角，倒角處直徑可略大于螺紋大徑，這樣可使絲錐開始切削時(shí)容易切入，并可防止孔口出現(xiàn)擠壓產(chǎn)生凸起現(xiàn)象。

3 絲錐的影響

3.1 制造絲錐的材料

制造一般絲錐的材料較多，常用的有碳素工具鋼、合金工具鋼，但用這些材料制造的絲錐不耐磨，易在孔內(nèi)咬死或引起崩齒。加工不銹鋼用超硬型高速鋼絲錐最合適。一般碳素工具鋼當(dāng)溫度在200℃～250℃時(shí)，材料的機(jī)械性能就大為下降；合金工具鋼一般也只能達(dá)到350℃～400℃。而攻制不銹鋼螺紋雖然切削速度不高，但由于材料塑性變形大和摩擦劇烈，發(fā)熱量仍然較大，再加上不銹鋼導(dǎo)熱性差，切削部位局部溫度很高，尤其是絲錐的齒尖部位最為惡劣，加速了絲錐的磨損。在同樣硬度下，高速鋼的強(qiáng)度比一般工具鋼高一些，不易崩齒。碳素工具鋼和合金鋼在刃磨過程中容易退火，特別是絲錐齒尖，這些部位在切削過程中很快就會(huì)被磨掉。

3.2 絲錐的切削角度

（1）前角。標(biāo)準(zhǔn)絲錐的前角8°～10°，由于不銹鋼材料韌性大，絲錐前角必須加大，否則會(huì)切不動(dòng)，切削時(shí)感到特別費(fèi)勁，切削后的螺紋表面光潔度不好或絲錐被咬死在螺紋孔內(nèi)。加工不銹鋼螺紋用的手用絲錐前角一般采用10°～13°。

（2）后角。標(biāo)準(zhǔn)絲錐的后角為4°～6°，加工不銹鋼材料絲錐后角為8°～12°

（3）刃傾角。標(biāo)準(zhǔn)絲錐的刃傾角為0°，為了改善排屑條件，攻通孔時(shí)往往磨出5°～15°的刃傾角，刃磨長(zhǎng)度為超過切削錐長(zhǎng)1～2 螺距。

4 攻絲注意事項(xiàng)

用頭錐起攻時(shí)，可一手按住鉸桿中部，沿軸線施壓。另一手配合旋進(jìn)，要防止絲錐歪斜，保證絲錐中心線與孔的中心線重合；雙手旋轉(zhuǎn)用力要均勻，并及時(shí)倒轉(zhuǎn)絲錐1/4～1/2 周使切屑碎斷后容易排除，避免卡死絲錐；倒回絲錐時(shí)先要來回?cái)Q動(dòng)幾下，以使切屑松動(dòng)和潤(rùn)滑液進(jìn)入切削區(qū)。倒回時(shí)用力要輕、要均勻，不然就拉傷螺紋、絲錐崩齒或扭斷。

5 加工排氣管焊件手用絲錐改進(jìn)對(duì)比

排氣管焊件材料為1Cr18Ni9Ti，零件由兩個(gè)安裝邊和鈑金件焊接而成，兩安裝邊上分別有24個(gè)M5、71個(gè)M4 螺紋孔。攻絲后檢查M4-5H6H 螺紋孔，量規(guī)止端可以通過，螺紋有斷扣、牙頂壓傷等現(xiàn)象出現(xiàn)，提交處理，報(bào)廢2 件零件，并且在加工時(shí)每個(gè)零件還用了7～8 把絲錐，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的交付。

5.1 改進(jìn)措施

不銹鋼材料韌性大，絲錐的前角必須相應(yīng)加大，否則會(huì)發(fā)生切不動(dòng)、切削時(shí)費(fèi)力、切削后螺紋表面粗糙度高或者絲錐被咬死在螺紋孔內(nèi)。后角根據(jù)加工零件材料硬度的不同相應(yīng)增加，增加刃傾角。因此，絲錐按以下尺寸進(jìn)行加工，前角為10°±2°，按上偏差加工，后角為6°～8°，刃傾角為5°～9°。

5.2 改進(jìn)效果

用改進(jìn)后的絲錐加工零件的情況如表1 所示。

表1

改進(jìn)前、后絲錐消耗量對(duì)比如圖1 所示。

6 結(jié)語

圖1 改進(jìn)前、后加工一個(gè)零件消耗的絲錐數(shù)量

加工不銹鋼小孔攻絲時(shí)，只要對(duì)絲錐的角度加以改進(jìn)，不管從加工質(zhì)量還是從絲錐的報(bào)廢量都得到極大改善，特別是在航空工業(yè)大量使用難加工材料的情況下，解決了絲錐在攻難加工材料時(shí)易磨損和易報(bào)廢的問題，質(zhì)量得以大幅提高，為公司節(jié)約大量成本。

因此，在零件攻絲時(shí)要根據(jù)材料的不同合理選擇絲錐的角度，才能取得更好的加工效果。