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挤压丝锥的工艺优化有哪些?



挤压丝锥主要加工特点有:①由于螺纹被挤压,攻丝过程扭矩大,使被加工螺纹产生加工硬化,从而提高了螺纹强度;②攻丝过程不会产生切屑,避免了由于堵屑造成丝锥断裂;③加工的内螺纹孔精度高;④适合加工有色金属、合金及有良好塑性、韧性的材料,使用寿命长等。相对于切削丝锥而言,挤压丝锥由于加工原理不同,在攻丝过程中易产生较大扭矩,导致切削负载较重。容易造成被加工螺纹孔粗糙度差、丝锥粘屑、磨损严重和断裂等一系列问题,严重影响使用寿命。为改善并有效解决上述问题,提高挤压丝锥的使用寿命尤为必要。
提高挤压丝锥使用寿命的方法主要是从结构参数设计和工艺优化两方面进行。丝锥螺纹牙型通常按照GB/T 192《普通螺纹基本牙型》中规定的平顶平底牙型设计。由于切削丝锥是通过去除工件材料的方式加工出内螺纹,平顶平底牙型不会增加攻丝扭矩;而挤压丝锥通过让工件材料产生塑性变形加工出内螺纹,平顶平底牙型因为齿顶存在尖角,材料塑性流动不畅,攻丝扭矩大,易造成丝锥牙顶易磨损、粘屑、断裂等问题。
本文以挤压丝锥M10×1为研究对象,将丝锥螺纹牙型设计成圆顶圆底形状,增加去除挤压锥处不完整齿形和增加螺纹表面抛光处理等工艺方法,并通过客户现场切削试验的方式对改进的螺纹牙型和制造工艺等进行验证,为进一步改善挤压丝锥攻丝时粘屑、磨损快等问题,并延长丝锥使用寿命提供更有效的工艺优化方法。
挤压丝锥工艺优化
(1)螺纹牙型优化
国家标准GB/T 192《普通螺纹基本牙型》中规定普通螺纹基本牙型为平顶平底形状,是目前应用最广泛的螺纹牙型。其主要优点是螺纹牙型结构简单,丝锥的螺纹工艺性好;缺点是丝锥螺纹牙顶牙底存在尖角,易引起使用过程中的应力集中,降低丝锥的强度和疲劳强度,并且在螺纹尖角处易产生磨削毛刺,加剧涂层剥落和丝锥磨损。本文将挤压丝锥螺纹牙型设计成圆顶圆底形状,符合国标普通螺纹的螺纹公差和检测要求。自主开发了磨削圆顶圆底螺纹的砂轮修整方法,实际加工出的丝锥螺纹牙型所示。
(2)去除不完整齿
除对牙型设计优化外,还对挤压丝锥的制造工艺进行了相应的优化。选择适当的加工工艺有效去除挤压锥最前端不完整齿,这对提高被加工孔螺纹光洁度、降低攻丝扭矩和提高丝锥使用寿命非常重要。在数控螺纹磨床上采用适当修整砂轮齿顶宽度的方法将挤压锥前端不完整齿去除,一般将不完整齿修到低于中径尺寸即可。
(3)钝化抛光处理
采用机械接触磨削钝化方式对挤压丝锥表面进行钝化抛光处理。其主要工艺方法是将丝锥螺纹部分全部伸入研磨粉中,并让丝锥在研磨粉中自转和公转,通过设定转向、转速和时间,使丝锥达到抛光钝化的目的。经过钝化抛光的丝锥螺纹部分更顺滑、光亮、无毛刺。
 


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