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浅谈不锈钢攻丝技巧 304不锈钢攻内螺纹用什么丝攻最好

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老黑酱 发表于 2021-8-12 21:41:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
摘 要:不锈钢材料由于具有耐腐蚀性并兼有强度和韧性方面的优异性能,在高压电器工业领域,得到了日益广泛的应用。不锈钢材料的韧性大、热强度高、导热系数低、切削时塑性变形大、加工硬化严重、切削热多、散热困难等特点,易造成刀具不耐用,又不容易提高零部件的表面粗糙度。由于其物理机械性能与一般的碳钢不同,其难加工特性矛盾在不锈钢的攻丝上显得尤为突出。我厂几乎所有的内螺纹孔系加工都采用攻丝加工方法,研究和分析不锈钢攻丝加工机理,合理选择丝锥,改进加工工艺,是提高内螺纹加工质量,降低运行成本的关键因素。
关键词:不锈钢;攻丝;技巧
中图分类号:F40 文献标识码:A
1不锈钢的切削特性
1.1加工硬化倾向大,高温强度高
由于不锈钢的塑性变形大,切削时晶格产生严重的错位使其强化,在切削热和应力作用下,使得组织发生金相转变,导致加工表面的强化、硬化,剪切滑移区的切应力增加,使总的切削力增加,从而使刀具磨损加剧。
1.2导热率低
由于不锈钢材料的导热率低使切屑带走的热量少,切削点的温度高,刀具寿命短。
1.3塑性高,切屑不易卷曲与折断
由于塑性高,韧性大,切削时切屑不易弯曲与折断,也不易排出,且易粘刀,影响已加工的表面品质,并且使刀具磨损加快。
1.4线胀系数大
不锈钢在精加工时注意热膨胀与热变形对零件尺寸的形位精度的影响。
2不锈钢攻丝的加工技巧
2.1丝锥类型的合理选择
2.1.1丝锥工具材料的选择。
目前用于制造丝锥的材料有高速钢和硬质合金等材料,硬质合金丝锥虽然具有硬度、耐磨性、耐热性与抗氧化性等优点,但由于攻丝加工过程是在相对封闭的恶劣环境下进行的,进而要求刀具材料要有一定的韧性和耐冲击性,综合考虑,选择含钴或铝超硬高速钢做不锈钢攻丝的丝锥是保证攻丝质量的前提。
采用高速钢材料为基体以保证丝锥的韧性,并在丝锥表面进行TiN涂层以增加丝锥的耐磨性,使用TiN涂层丝锥可有效减小切削扭矩,并使丝锥表面与不锈钢材料之间的摩擦力下降,TiN涂层还能有效抑制丝锥与不锈钢的亲和作用,明显阻止不锈钢和丝锥的粘接,防止不锈钢与丝锥之间熔焊,延长丝锥寿命。
新型丝锥在材料表面注入Co离子,高速钢表面组织和Co离子发生化合反应,形成金属化合物和弥散金属硬质相,该涂层没有TiN涂层的明显界面,所以硬质层与高速钢有极强的结合强度,提升丝锥表面的耐磨性,抗冲击性和耐腐蚀性。
2.1.2丝锥结构的选用。
不锈钢攻丝过程对丝锥的磨损严重,普通丝锥使用寿命短,在生产过程中为保证螺纹质量,需要频繁更换新丝锥,生产成本与效益不能得到很好控制。笔者通过对更换下来的磨损丝锥进行观察,发现丝锥磨损位置都位于丝锥切削部分前几个牙型处。对此现象进行分析,总结为丝锥在切削时真正处于工作状态的只有切削部分前端牙型,丝锥切削部分其他的螺牙没有起到应有的作用。因而为提高丝锥整体的利用率,尽量减少丝锥切削部分单齿切削厚度是解决问题的关键。
针对问题关键点,进行不锈钢攻丝时应选取成组丝锥,这样就可将切削量分解到单个丝锥上。并可对原来的丝锥切削部分进行修磨,采用大切削长度,延长切削部分的长度,减少校准部分的长度,校准部分一般只用保留4~5扣螺纹长度即可,大切削长度可使更多的切削液流到丝锥切削部分周围,延长丝锥的使用寿命。
丝锥槽数主要影响丝锥容屑断屑、切屑刃数量和长度、丝锥强度等。攻不锈钢材料最好选用三槽丝锥,三槽丝锥在强度保证的前提下,有效减少攻丝扭矩。丝锥容屑槽采用螺旋结构相对于直槽更有利于断屑的排出,更好控制切屑流动方向。
不锈钢攻丝过程,丝锥的前角、后角与倒锥也应进行修磨。一般丝锥的前角γp=10°~15°之间,由于攻不锈钢丝时切削力大,为减少丝锥的磨损速度,丝锥前角在工具磨上进行刃磨,刃磨前角取γp=15°~20°之间。为降低后刀面与已加工面的摩擦力,应该增大后角,但如果后角过大,丝锥切削刃强度就会不足,容易在攻丝过程出现断齿现象,因此,攻不锈钢丝锥的后角应适度比校准丝锥的αp=6°~8°大些,一般取αp=8°~12°。为进一步减少攻不锈钢时的摩擦力,还可对将丝锥的校准部分磨成倒锥,倒锥量为0.01~0.03mm,即丝锥大径与中径向丝锥尾端逐渐缩小。
2.2攻丝过程控制
2.2.1螺纹底孔直径的选取
由于不锈钢的弹性和塑性变形都比普通碳素钢大,不锈钢攻丝的螺纹底孔比标准底孔直径相比应该稍微加大。这样既可以改善丝锥切削状况,又可以延长丝锥使用寿命。当螺纹的螺距小于1mm时,螺纹底孔直径=螺纹的公称直径-螺距;当螺纹的螺距大于1mm时,螺纹底孔直径=螺纹的公称直径-1.1×1.1螺距。
2.2.2不锈钢攻丝的速度
不锈钢攻丝时的速度不宜过高,攻丝过程要注意勤退刀反转,根据经验机用丝锥攻不锈钢时的切削速度为(2~7)m/min。当螺距大于2mm时,切削速度应取较小值。
2.2.3冷却润滑液的选取
不锈钢攻丝用的切削液既要有冷却的效果,又要保证对切削处进行润滑,抑制不锈钢对丝锥的粘结作用。攻不锈钢螺纹时,通常采用硫化油再添加CC1415%~20%,或白铅油和机械油及煤油稀释氯化石蜡等。若是少量的机修件时,在不具备上述润滑液的条件下,可以采用菜籽油进行不锈钢攻丝。
为了方便进行攻丝时丝锥的入孔,螺纹底孔的倒角要采用深且小角度的结构;为避免丝锥在启动过程折断,就要保证攻丝的主轴要与螺纹底孔保持垂直。这些不锈钢攻丝的细节性技巧都是在生产中不断的摸索总结出来的。
结语
以上是笔者在实际生产中对不锈钢攻丝的经验总结,概括起来不锈钢攻丝的解决方案应从攻丝工具和攻丝工艺这两个方向入手。针对不锈钢的切削特性,对工具和工艺这两个因素不断进行探索与调整,才能找到最合适的平衡点,提高不锈钢攻丝的生产效率和产品质量。
参考文献
[1]刘乃谦.使用TiN涂层钻头钻削不锈钢体的研究[J].工具技术,1993.
[2]R·G·Paui.王锡民,译.不锈钢高速攻丝的改进设计[J].国外金属加工,1993.
在不锈钢材料上攻丝,应选含钴的超硬高速钢;主偏角和螺距、丝锥把数有关,头锥κr=5°~7°,二锥、三锥为κr=10°~20°;校准部分一般取3~4扣螺纹长度,并有0.05~0.1mm/100 mm的倒锥;容屑槽方向一般取β=8°~15°,可以控制切屑流动方向,对于直槽丝锥,可以将丝锥前端改磨成螺旋形;丝锥的前角一般为γp=15°~20°,后角为8°~12°。
另外,不锈钢攻丝时,应保证有足够的冷却润滑液。通常可选用硫化油+15%~20%CCl4;白铅油+机油或其他矿物油;煤油稀释氯化石蜡等。
可选用优质不锈钢专用丝锥,更有效,更方便的让你完成攻丝。

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 楼主| 老黑酱 发表于 2021-8-12 21:43:03 | 显示全部楼层
摘 要:不锈钢材料由于具有耐腐蚀性并兼有强度和韧性方面的优异性能,在高压电器工业领域,得到了日益广泛的应用。不锈钢材料的韧性大、热强度高、导热系数低、切削时塑性变形大、加工硬化严重、切削热多、散热困难等特点,易造成刀具不耐用,又不容易提高零部件的表面粗糙度。由于其物理机械性能与一般的碳钢不同,其难加工特性矛盾在不锈钢的攻丝上显得尤为突出。我厂几乎所有的内螺纹孔系加工都采用攻丝加工方法,研究和分析不锈钢攻丝加工机理,合理选择丝锥,改进加工工艺,是提高内螺纹加工质量,降低运行成本的关键因素。
  关键词:不锈钢;攻丝;技巧
  中图分类号:F40 文献标识码:A
  1不锈钢的切削特性
  1.1加工硬化倾向大,高温强度高
  由于不锈钢的塑性变形大,切削时晶格产生严重的错位使其强化,在切削热和应力作用下,使得组织发生金相转变,导致加工表面的强化、硬化,剪切滑移区的切应力增加,使总的切削力增加,从而使刀具磨损加剧。
  1.2导热率低
  由于不锈钢材料的导热率低使切屑带走的热量少,切削点的温度高,刀具寿命短。
  1.3塑性高,切屑不易卷曲与折断
  由于塑性高,韧性大,切削时切屑不易弯曲与折断,也不易排出,且易粘刀,影响已加工的表面品质,并且使刀具磨损加快。
  1.4线胀系数大
  不锈钢在精加工时注意热膨胀与热变形对零件尺寸的形位精度的影响。
  2不锈钢攻丝的加工技巧
  2.1丝锥类型的合理选择
  2.1.1丝锥工具材料的选择。
  目前用于制造丝锥的材料有高速钢和硬质合金等材料,硬质合金丝锥虽然具有硬度、耐磨性、耐热性与抗氧化性等优点,但由于攻丝加工过程是在相对封闭的恶劣环境下进行的,进而要求刀具材料要有一定的韧性和耐冲击性,综合考虑,选择含钴或铝超硬高速钢做不锈钢攻丝的丝锥是保证攻丝质量的前提。
  采用高速钢材料为基体以保证丝锥的韧性,并在丝锥表面进行TiN涂层以增加丝锥的耐磨性,使用TiN涂层丝锥可有效减小切削扭矩,并使丝锥表面与不锈钢材料之间的摩擦力下降,TiN涂层还能有效抑制丝锥与不锈钢的亲和作用,明显阻止不锈钢和丝锥的粘接,防止不锈钢与丝锥之间熔焊,延长丝锥寿命。
  新型丝锥在材料表面注入Co离子,高速钢表面组织和Co离子发生化合反应,形成金属化合物和弥散金属硬质相,该涂层没有TiN涂层的明显界面,所以硬质层与高速钢有极强的结合强度,提升丝锥表面的耐磨性,抗冲击性和耐腐蚀性。
  2.1.2丝锥结构的选用。
  不锈钢攻丝过程对丝锥的磨损严重,普通丝锥使用寿命短,在生产过程中为保证螺纹质量,需要频繁更换新丝锥,生产成本与效益不能得到很好控制。笔者通过对更换下来的磨损丝锥进行观察,发现丝锥磨损位置都位于丝锥切削部分前几个牙型处。对此现象进行分析,总结为丝锥在切削时真正处于工作状态的只有切削部分前端牙型,丝锥切削部分其他的螺牙没有起到应有的作用。因而为提高丝锥整体的利用率,尽量减少丝锥切削部分单齿切削厚度是解决问题的关键。
  针对问题关键点,进行不锈钢攻丝时应选取成组丝锥,这样就可将切削量分解到单个丝锥上。并可对原来的丝锥切削部分进行修磨,采用大切削长度,延长切削部分的长度,减少校准部分的长度,校准部分一般只用保留4~5扣螺纹长度即可,大切削长度可使更多的切削液流到丝锥切削部分周围,延长丝锥的使用寿命。
  丝锥槽数主要影响丝锥容屑断屑、切屑刃数量和长度、丝锥强度等。攻不锈钢材料最好选用三槽丝锥,三槽丝锥在强度保证的前提下,有效减少攻丝扭矩。丝锥容屑槽采用螺旋结构相对于直槽更有利于断屑的排出,更好控制切屑流动方向。
  不锈钢攻丝过程,丝锥的前角、后角与倒锥也应进行修磨。一般丝锥的前角γp=10°~15°之间,由于攻不锈钢丝时切削力大,为减少丝锥的磨损速度,丝锥前角在工具磨上进行刃磨,刃磨前角取γp=15°~20°之间。为降低后刀面与已加工面的摩擦力,应该增大后角,但如果后角过大,丝锥切削刃强度就会不足,容易在攻丝过程出现断齿现象,因此,攻不锈钢丝锥的后角应适度比校准丝锥的αp=6°~8°大些,一般取αp=8°~12°。为进一步减少攻不锈钢时的摩擦力,还可对将丝锥的校准部分磨成倒锥,倒锥量为0.01~0.03mm,即丝锥大径与中径向丝锥尾端逐渐缩小。
  2.2攻丝过程控制
  2.2.1螺纹底孔直径的选取
  由于不锈钢的弹性和塑性变形都比普通碳素钢大,不锈钢攻丝的螺纹底孔比标准底孔直径相比应该稍微加大。这样既可以改善丝锥切削状况,又可以延长丝锥使用寿命。当螺纹的螺距小于1mm时,螺纹底孔直径=螺纹的公称直径-螺距;当螺纹的螺距大于1mm时,螺纹底孔直径=螺纹的公称直径-1.1×1.1螺距。
  2.2.2不锈钢攻丝的速度
  不锈钢攻丝时的速度不宜过高,攻丝过程要注意勤退刀反转,根据经验机用丝锥攻不锈钢时的切削速度为(2~7)m/min。当螺距大于2mm时,切削速度应取较小值。
  2.2.3冷却润滑液的选取
  不锈钢攻丝用的切削液既要有冷却的效果,又要保证对切削处进行润滑,抑制不锈钢对丝锥的粘结作用。攻不锈钢螺纹时,通常采用硫化油再添加CC1415%~20%,或白铅油和机械油及煤油稀释氯化石蜡等。若是少量的机修件时,在不具备上述润滑液的条件下,可以采用菜籽油进行不锈钢攻丝。
  为了方便进行攻丝时丝锥的入孔,螺纹底孔的倒角要采用深且小角度的结构;为避免丝锥在启动过程折断,就要保证攻丝的主轴要与螺纹底孔保持垂直。这些不锈钢攻丝的细节性技巧都是在生产中不断的摸索总结出来的。
  结语
  以上是笔者在实际生产中对不锈钢攻丝的经验总结,概括起来不锈钢攻丝的解决方案应从攻丝工具和攻丝工艺这两个方向入手。针对不锈钢的切削特性,对工具和工艺这两个因素不断进行探索与调整,才能找到最合适的平衡点,提高不锈钢攻丝的生产效率和产品质量。
  参考文献
  [1]刘乃谦.使用TiN涂层钻头钻削不锈钢体的研究[J].工具技术,1993.
  [2]R·G·Paui.王锡民,译.不锈钢高速攻丝的改进设计[J].国外金属加工,1993.
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 楼主| 老黑酱 发表于 2021-8-15 19:38:02 | 显示全部楼层
下面以M10内螺纹为例,收集网友脑动的一些思路:

使用不锈钢专用丝攻(如含钴螺旋丝锥),不锈钢专业攻牙油(或者攻丝膏),或者加点酱油;

打孔的问题,一定要磨好钻头,加水,要钻起来很轻松,不要硬钻那样会烧孔变得很硬,再用攻牙机;

不锈钢攻牙一般用挤压丝锥,不锈钢攻牙时,“胀牙”现象比较严重,丝锥容易咬死在孔中,所以不锈钢攻牙油建议您螺纹底孔应该适当加大。一般情况下,螺距为1mm以下的螺纹底孔直径等于公称直径减去螺距。而螺距>1mm时,螺纹底孔直径等于公称直径减去1.1倍螺距;

不锈钢攻丝油交接一下,攻牙前加个暂停,加攻丝油,攻完一个孔用风抢吹一下,加工第二个孔继续重复第一个动作;

手攻加油,进半扣退一扣,丝锥底孔扩孔;
不锈钢丝攻可以选台湾产的FCT此丝攻牙比较深,耐磨性比YAMAWA要好得多!在次就是可选用德国的丝攻性能更胜一筹;

不锈钢攻丝是现在有点难度,没碰过的一般难加工的,你说攻不动,一般是不可能的,除非你的底径没算好,其实用什么样的丝攻都可以加工,只是好点的耐用点,我这么多年做下来还没碰到攻不动的,除非螺纹是要求高的和大规格的要上数控,其他的一般都能生产的,锥度螺纹都可以攻,要看你的丝攻磨的怎么样;

带涂层的螺旋(富士牌)丝锥效果好一点,卖工具的店家说选用普通的一副丝锥,头锥加二锥(有的也叫头攻和二攻,不能机用),或者高强度机用丝锥;

关于初锥、中锥和底锥,一般手用丝攻都是两个一起,一个前面倒锥部分比较大,有利于丝攻的攻牙,用这个丝攻攻到低,你的螺纹孔的有效长度还是不够,必须用另一把丝攻回攻一下来保证螺纹的有效长度。这是手用丝攻为了便于攻牙而分为一锥和二锥。一般机用丝攻都是以一次性攻到位为主,如果孔很深,丝攻质量有点次,机攻一半,剩下的手攻。
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 楼主| 老黑酱 发表于 2021-8-15 20:17:48 | 显示全部楼层
不锈钢材质的粘性较高,硬度不均匀,断屑性能差,因此在攻丝过程中容易出现切屑刮伤工件螺纹或丝锥崩刃等现象,影响加工效率和螺纹质量。为了延长丝锥使用寿命,提高螺纹加工质量,应注意以下要点:

  1 不锈钢丝锥的设计与制造

  (1)选用较好的丝锥材质。在普通高速工具钢中加入特殊合金元素,可以显着提高丝锥的耐磨性和韧性。

  (2)在丝锥螺纹表面涂覆氮化钛涂层,可以显着提高丝锥的耐磨性、耐热性和润滑性。

  (3)适当加大丝锥前角。但应注意,如丝锥前角过大,在退刀时容易造成丝锥崩刃和攻出的螺纹多棱。

  (4)适当加大丝锥铲背量。但应注意,如铲背量过大,在退刀时容易产生切屑塞进丝锥后角内的现象,且攻出的螺纹光洁度不佳。

  (5)合理选择刀具热处理方法,以兼顾丝锥的硬度与韧性。

  2 工件底孔的预JJN-R

  (1)应本着攻丝加工量尽可能小的原则,预加工工件的底孑L尺寸,尤其是美标NPT螺纹和英标F,R螺纹,其锥度为1:16,而多数不锈钢厂家是按螺纹的小端直径铸造出直孔作为攻丝底孑L,致使攻丝的后半部分加工量较大,容易引起以下不良后果:

  ①攻丝扭距较大,丝锥易断裂或崩刃;

  ②攻出的螺纹光洁度较差;

  ③攻出的圆柱螺纹用塞规检测时直径偏小,其原因并不是螺纹中径不一致,而是因切屑刮伤螺纹,存在毛刺。

  (2)底孑L尺寸最好为被加工螺纹的小径尺寸加上0.1—0.2MM的余量。

  (3)攻丝前的扩孑L加工最好采用定制铰刀。对于美标NF,R螺纹和英标F,R螺纹,应加工成锥度底孑L。目前许多企业采用废旧丝锥手工磨去螺纹做成铰刀,使废丝攻得到二次利用。但在改制铰刀时应注意两个问题:①磨去螺纹时一定要磨出后角;②丝锥刃部前角面应保持平直。

  3 丝锥的合理使用

  (1)加工不同类型工件时应考虑不同的切屑走向。必要时新丝锥也需要修磨,修磨原则是攻丝时尽量使切屑从容屑槽排出,防止划伤已加工螺纹。
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 楼主| 老黑酱 发表于 2021-8-28 23:09:57 | 显示全部楼层

附不锈钢钻孔技巧:
不锈钢钻孔易磨损,这是一个五金制造非常常见的一个问题,无论是车削还是铣削或者是钻削攻牙,对上不锈钢材质的产品,刀具没选对都会容易耐磨,还有选对的刀具,加工的参数也要调整到合适。
今天要主讲的也是针对不锈钢系列材质的钻头解析,针对不锈钢如果选择合适的麻花钻进行钻孔加工,首先针对不锈钢要区分使用钻头的设备是哪一种,通常有三种,一种是CNC加工中心钻,第二种是普通的车床,钻速不高,属于半自化,第三种就是手工钻。
不同的情况,选择不同的麻花钻,如果你是加工中心,条件允许的话,用内冷合金麻花钻效果完全不用担心针对不锈钢会有难加工的现象,选择较好一点的原材料合金麻花钻就可以了,但是深孔的话还是需要深入的去掌握一下,潜孔对于CNC加工来说不锈钢真的削铁如泥。
而如果是半自动化的一些车床,小型数控以及排刀机来讲的话,没有内冷的条件,只有靠外冷加工,这个时候要注意的就是孔径的尺寸,孔径的尺寸主要在于孔的直径和孔的深度,潜孔的话没有太大的问题,但是深孔没有内冷麻花钻的工艺就需要合理的调整了。
手用钻孔的话,不建议用合金麻花钻建议用含钴的高速钢麻花钻,韧性比较好,及时稳定性不足,但也不会容易断,且含钴高速钢麻花钻本就针对不锈钢有一定的耐磨程度,返修起来也较为简单,相比选择合金麻花钻,手工钻孔选含钴高速钢麻花钻更为合适。
针对不锈钢除了要选择合适的刀具钻头麻花钻,选材也是一个重点,材料的纯度决定了是否好加工,杂质越多,加工的难度肯定越大,最后就是切削液切削油,切削油选对了对于钻孔切削加工都会有一定的帮助,多方面的去研究考虑是最有效的方法

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