攻絲的難點及解決方法 (含多軸攻絲機問題)
說到加工中的困難工序，攻絲應(yīng)該歸入最困難的一類。在一般的金屬加工中，通常是迅速切除金屬并形成光潔表面，工序就算終結(jié)，但攻絲卻不完全是這樣。首先，攻絲后形成的螺紋必須符合標準規(guī)定并能和相配的緊固件旋合；其次，一般工序切削終了退出刀具十分簡單，而攻絲完成后退出絲錐所花費的時間，有可能同切削螺紋花費的時間一樣多。所有這些，使得攻絲成為一道既不可缺少，又是緩慢而令人厭煩的工序。
除了上述共性問題之外，其它一些因素也會增加攻絲的困難：這些因素主要可分為同材料有關(guān)和同操作有關(guān)二大類。而不論在何種情況下，絲錐的正確選擇都會對攻絲效果產(chǎn)生截然不同的影響：攻很多孔、攻一個孔或完全攻不動。下面簡要介紹一些現(xiàn)場工藝人員和工具制造技術(shù)人員在克服攻絲困難時，已經(jīng)做過的工作。工件材料的問題
在難加工材料上攻絲，可能是一件既費工又費錢的事。
Besly products公司的工程經(jīng)理Dan Gajolosik指出：在難加工材料上攻絲的主要困難，是由于切削時產(chǎn)生的熱量和工件材料的收縮包住了刀具。鈦合金在這方面表現(xiàn)得最為明顯。他建議，在這種材料上攻絲時，采用的絲錐要有較大的齒形鏟背量和倒錐度，以防絲錐工作卡死。
此外，Gajolosik指出，絲錐基體的強度也很重要。由于工件的硬度和強度高，常使絲錐牙頂很快磨鈍。這種情況下，則推薦采用高性能高速鋼絲錐，它們具有較高的韌性、紅硬性以及抗變形和抗磨損性能。
Guhring公司的絲錐應(yīng)用專家Paul Motzel說，當(dāng)設(shè)計加工硬材料的絲錐時，采用小前角是至關(guān)重要的，這可使絲錐切削時有較大的支承。
Stellite 引是一種鎳基超級合金，屬于最難加工的材料之一。Mike Brown是一計算機集成加工公司的業(yè)主，接到了一批訂單。要用這種材料加工航天發(fā)動機的風(fēng)扇葉片。每臺發(fā)動機25片，每件上要加工一個10~32UNF —2B的螺方通孔，作為拆卸葉片時旋入頂絲之用。
開始時，公司了解到這種材料有很強的“記憶”功能——加工后縮回原狀的傾向。為克服這種形狀記已問題，Brown首先把底孔做得大一點：圖紙規(guī)定底孔比直徑0.159″(4.0386mm)，實際鉆成0.161″(4.0894mm)，大了0.002″(0.0508mm)，這可使攻絲工作量輕一點。但第一支絲錐試驗時，發(fā)現(xiàn)只能攻1~2個孔就崩裂。
Brown發(fā)現(xiàn)絲錐發(fā)出高音調(diào)的噪聲，就像正在踩煞車那樣。從而意識到肯定什么地方出現(xiàn)了問題。Brown試驗用的絲錐，每支價格為18美元，只能攻1~2個孔。他想通過反復(fù)摸索，試圖找到一種更合適的絲錐，使加工孔數(shù)能多一點。
最后，確定采用OSG工模具公司生產(chǎn)的高速鋼Exotap型絲錐，可以加工4個孔。Brown說：“這種絲錐每支12~15美元，分攤到每孔費用3~4美元，價格偏高。不過對于加工這種材料，費用還不算高，但若使用接近20美元一支的絲錐，只攻一個孔，那是無法接受的?！豹?
是否進一步采用硬質(zhì)合金絲錐?Brown認為不可行。他說：“對這類工件，用硬質(zhì)合金刀具鉆孔是可以的。但是它太硬，而硬質(zhì)合金絲錐對加工條件的寬容度較小，所以不宜采用?！?
但是，這并不是說硬質(zhì)合金絲錐完全不能用于該工件的加工。實際上，在Exotap絲錐攻絲之后，工件從夾具卸下，第二道工序就是用一支60美元的硬質(zhì)合金絲錐，對螺孔進行手工校正。
Brown認為，選定適當(dāng)?shù)慕z錐以后并不是萬事大吉。進而選擇適當(dāng)?shù)臐櫥瑒┩瑯又陵P(guān)重要。在一位工藝師朋友的建議下，他改變了絲錐的潤滑劑。目前采用Castrol公司的絲錐潤滑膏，每次攻絲前，將潤滑膏刷到絲錐上使用。
金剛石工模具公司的工長Dan Welter提供了另一個難加工材料的攻絲實例。該材料是一種超級奧氏體不銹鋼Al 6XN，具有抗氧化腐蝕性能，廣泛用于輸送液體的零件，如原類零件等。該材料的鉻、鎳、鉬含量很高(分別為20%、24%和6%)，并且有較高的硬度 (HRB88)和冷作硬化的傾向。
這是一個打印機的墨水輸送泵，Welter要在零件上攻六個4~40螺紋的通孔，每邊打三個孔，孔深為6.35mm。要求在工件上一次鉆出底孔，然后攻絲。開始，他采用標準高速鋼TiN涂層絲錐，但材料硬度過高，致使絲錐崩裂。Welter試驗了六種不同的高速鋼絲錐以后，終于放棄了采用標準絲錐解決問題的打算，并開始尋求新的解決方案。發(fā)展現(xiàn)擠壓絲錐能解決這個問題，盡管迄今都認為擠壓絲錐僅適用于軟性材料。
他采用了一種OSG公司生產(chǎn)的絲錐。據(jù)OSG公司有關(guān)人員介紹，該絲錐帶有一種Electra LUBE涂層，厚度為2.54μm，是一種軟性的固體潤滑劑，沉積在絲錐上形成光潔的表面，使絲錐在工作時扭矩減小，并防止粘結(jié)、堵塞、擦傷等情況發(fā)生。深盲孔攻絲
攻絲遇到的不僅是工件材料的難加工問題。有時，攻絲的操作技巧也是復(fù)雜而微妙。例如盲孔攻絲。Roberts Automatic Products公司的工藝工程師Dave Sibinski指出，盲孔攻絲最大的困難是要把孔底的切屑排出，以防止絲錐擠壓切屑。
Sibinski 指出，盡管圖紙上不一定要求螺絲清根，但實際的工況是要清根的。因為他知道，在盲孔攻絲中，為中滿足圖紙規(guī)定的要求，必須準備好空間讓絲錐攻到足夠的深度。這就要把孔鉆得深一些。但若鉆得太深超過切口鉆到下一個零件上去，則又會造成偏心問題。此外，他又指出，在鉆較深的盲孔時，其收尾段也會出現(xiàn)中心逐漸偏移的現(xiàn)象。
在金剛石工模具公司，Welter需要攻一個5/16"-18螺紋盲孔，深1″，材料為304不銹鋼，攻絲深度達3倍直徑(螺紋直徑5/16″，即7.9375mm——譯注)。Welter提出，需要一支剛性強、排屑好的絲錐一次加工完成。他很快排除了采用擠壓絲錐的方案。由Prototyp公司提供了一種Paradur triple S型絲錐，這種絲錐是該公司生產(chǎn)的用于難加工材料ECO系列絲錐的一種。Prototyp是Sandvik CTT公司的成員之一。該公司的技術(shù)銷售經(jīng)理Mathias Armbruster指出，該絲錐采用大螺旋角，使攻絲深度可達到數(shù)倍直徑。同時，大螺旋角又使切屑卷得很緊，可以防止切屑在柄部纏成一團。
除了供應(yīng)刀具以外，工具制造商常和用戶的工藝人員緊密合作，解決攻絲難題。如：Firth Brown工具公司的高級工程師Sai Kin Eng就幫助用戶解決直徑18mm,深度達60mm的螺紋攻絲。他說，深孔攻絲有很多因素導(dǎo)致的困難。首先是冷卻液輸送困難。因為切屑堵塞在孔中，使冷卻液很難到達刀具/工件的接觸區(qū)。當(dāng)然，若工件材料的延伸率大，可以采用擠壓絲錐，這種絲錐工作時沒有切屑。但螺紋底孔直徑要接近中徑尺寸，而且公差要比普通絲錐攻絲時嚴一些。
為了幫助冷卻液輸送，可選用內(nèi)冷卻絲錐。也可在絲錐上開多個油槽，或采用特殊的潤滑涂層。這些措施都可以降低工作溫度和防止切削刃軟化。Firth Brown在幫助用戶采用一系列措施后，最終使刀具壽命提高35%(原文為降低了50%，疑為印刷錯誤——譯注)。
盡管上面所述很難包括工藝人員會碰到的各種潛在問題，但是，討論到的攻絲問題，提供了現(xiàn)實生產(chǎn)中如何解決問題的思路和做法。從中我們可以清楚地看到，解決攻絲中的難題，需要有極大的耐心。（來源：中國金屬加工）