高硬度材料攻丝: 如何对丝锥进行优化改进.
众所周知,在所有使用丝锥攻丝的工况中,高硬度材料攻丝一直都是一个富有挑战性的难题。

原因很简单,费刀!一把成本几百、几千的丝锥,很可能只加工了几个、几十个螺纹孔就攻不动了,这无疑极大的增加了丝锥使用成本。
那么,有没有较好的方法来解决或者改善高硬度材料攻丝费刀这种状况呢?
答案当然是肯定的。本文就提供一个真实的案例:在现有条件下,如何优化普通丝锥加工高硬度合金材料。
一、问题的提出.
泰安航天特种车有限公司的主要产品是特种重型运载、牵引汽车,在生产过程中,常遇到加工高硬度合金材料如40Gr、40Mn和35GrMo等的情况,热处理硬度38~44HRC。

采用国产普通M8丝锥(见下图)来加工标准的内螺纹孔,在攻螺纹过程常出现攻不动螺纹,或者丝锥扭断现象。随后,更换进口高硬度丝锥,结果丝锥仍然扭断,影响了车间的正常生产进度。
为解决这一问题,我们对丝锥进行了改进设计。
二、丝锥扭断原因探究
在攻螺纹时,导致丝锥发生断裂的因素很多,但主要因素为切削抗力过大。切削抗力主要受丝锥的切削负荷影响。切削负荷主要受丝锥各刀齿的切削厚度、工件材质及热处理状况等因素的影响。而丝锥的结构参数与切削厚度的关系存在以下关系:
Ac=P·tanKr/Z
式中,Ac为丝锥的每齿切削厚度;P为丝锥的螺距;Kr为导向切削锥角;Z为丝锥槽数。
分析该式发现,可以通过改变丝锥本身的结构参数来改变丝锥的切削受力点,从而达到改变切削抗力。对于国产普通丝锥,在其丝锥螺距一定的前提下,丝锥刃槽为定值。进而我们可以减小丝锥的导向锥角,使切削转矩下降。
在实际生产过程中,公司使用的丝锥以标准普通碳素合金钢材质为主,丝锥的硬度为59~62HRC,大于一般工件的硬度,之所以发生攻不动螺纹,是由于丝锥的受力点与铰杠的加力点距离过长,也就是力矩太长,攻螺纹时丝锥受力不均衡,丝锥体扭动(并非绕轴线平稳转动),造成无法攻螺纹。因此,可以通过减小丝锥柄的长度来提高丝锥的切削力距。
三、普通丝锥的结构改进
通过比较分析,综合各方面资料可知,较为合理的切削厚度应控制在0.03~0.06mm,其合理的丝锥导向锥角应控制在6°~12°。可分为3个角度阶段,加第4根标准丝锥,简称4联锥,同时在保证丝锥的刀体强度、防止产生切屑挤塞的前提下,对丝锥进行改进设计。
首先,通过修磨国产普通丝锥,将丝锥切削导向锥角修磨为7°,丝锥的完全螺纹部分保留为3扣丝,使受力点向丝锥的锥柄部延伸,工件受力的力矩缩短,增强了丝锥的切削转矩,同时将丝锥柄的长度由50mm修磨到30mm,进一步增强丝锥的切削力矩(见上图),为了增加切屑的排除,可以适当地增加容屑槽的长度。

而后,将第2根丝锥的切削导向锥角修磨为9°(见下图),丝锥的完全螺纹部保留为7扣丝,从而使受力点也向锥柄部延伸。再将第3根丝锥的切削导向锥角落修磨为12°(见下图),丝锥的完全螺纹部保留为9扣丝,受力点也适当延伸,第4根丝锥为标准丝锥,4根丝锥的受力点不同,使切削力均布分散在4根丝锥上。
其次,修磨丝锥后角。对于硬度较高的材料,为减小丝锥与工件之间的摩擦力,用片状砂轮机或工具磨床修磨改进后的丝锥,将修磨处的丝锥螺纹后角修磨至4°~6°。攻螺纹顺序为:使用12°丝锥攻螺纹→使用9°丝锥攻螺纹→使用7°丝锥攻螺纹→使用普通丝锥攻螺纹。

在攻螺纹过程中,针对容易发生丝锥扭断的现象,可根据材质的不同硬度,适当增大工件底角直径,便于金属切削屑的排除。

四、攻螺纹方法的工艺优化
对工件螺纹的加工,可以用以上3种改制丝锥加1根标准丝锥,配合铰杠,保持丝锥润滑,依次攻螺纹完成。在攻螺纹过程中,要注意丝锥与工件被加工孔保持垂直,适度用力顺时针旋转铰杠,攻螺纹过程中要及时调整保持丝锥的垂直。为避免丝锥折断,要经常增加丝锥的回转圈数,将切屑及时排出深孔。
在标准螺纹直径的基础上(允许的公差范围内),适当增加内螺纹底孔的直径,以减小丝锥的切削阻力,改善切削条件,防止丝锥的扭断,延长丝锥的使用寿命。
五、结语.
使用经过改进的丝锥进行攻螺纹时,丝锥的强度明显增强。5年来,在加工热处理硬度38~44HRC高硬度合金材料的制件中,从未出现丝锥攻不动螺纹及丝锥扭断的现象(修改锥度的丝锥也可选用使用过的旧丝锥)。
在日常攻螺纹过程中,如有再硬的工件时,还可再增加丝锥的件数(注:这里应指的是分锥数量),将丝锥所受力均匀分布在各丝锥上。加工的内螺纹孔表面质量良好,从而保证了产品质量。
文章摘自《金属加工(冷加工)》2015年第16期
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嗨喽!这里是“夜里听风”

一个深夜孤独患者经营的小破号

您来,我把故事讲给你听…..

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01

你还记得“爷爷”的样子吗?

好像有点模糊了......

我“爷爷”已经离开十年了吧!

小时候我还没有属于自己的家,爸爸妈妈只能出去外面打工赚钱才能买下属于我后来的家。
  
从小我就是跟着爷爷奶奶长大的孩子。
  
记得小时候的我,特别调皮。每一次爷爷出门我一定要缠着他,因为跟着爷爷出去玩,能有好吃的。
  
爷爷经常会把自己种的蔬菜、自己养的鸡、鸡蛋。这些东西挑到镇上去买。
  
爷爷一根扁担挑着两笼子的东西,而我则坐在爷爷的肩膀上,一起出发!
  
去镇上的路要走两三公里,爷爷那一辈的人去哪里,都是靠走路去的,所以我们早上5点多就要出发了。
  
每次去镇上卖出去的钱,爷爷都会给我买两个“鼎了粿”这是我们那边的一种特色小吃,小时候可喜欢吃了,对于童年的我,只要有好吃的,我就觉得很幸福了。

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02  

每次回到家,奶奶总会开始数落爷爷,说爷爷每次都给我买那些好吃的东西,又没见他带回家给奶奶吃过。
  
而我们爷孙俩总是笑呵呵的就应付过去了。
  
直到我长大后,我才明白爷爷每次挑着扁担去镇上卖得根本值不了几个钱,但是给我买的那些吃的,却是要花一半以上的钱,最后只能买几块豆腐带回家做饭吃。

难怪小时候,奶奶总是念念叨叨我们每顿饭吃的都是青菜、豆腐、番薯,很难得才能吃上一顿肉...

在我印象中,爷爷一直是一个面带笑容的老人家。他从来没有打过我、骂过我。
  
还没上小学的时候,爷爷每天都会去田里种菜,打理着田地。而我则会在田边的小溪里玩水,抓着一些小鱼小虾。爷爷每次都会帮我抓一只小螃蟹,让我带回家去玩。
  
夕阳余晖下,奶奶在家里做着饭,我和爷爷会一起坐在板凳上,听着爷爷给我讲的那些“妖魔鬼怪”的故事。

每一次我都听得津津有味......

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03 

有一次我不小心摔倒,磕破了头、血流不止。爷爷第一时间发现了我,马上背着我跑去村里看医生,那天中午太阳很大,爷爷背着我跑。可是上了年纪的爷爷根本就跑不动了,他也摔倒了!
  
但是爷爷却紧紧抱住我,自己的膝盖都被摔破了皮一直流血,而我已经开始迷迷糊糊了,我彻底的晕了过去......
  
我不知道爷爷是怎么把我送到村里的小诊所里的,我只知道后来爷爷的腿脚走路开始越来越不方便了。而也是那时候开始,我再也没有坐过爷爷的肩膀上了,爷爷已经很难能再背着我走路到镇上去了。

后来我父母开始把我接回家自己带着生活,而我渐渐的很少再去看望爷爷奶奶了,上小学的时候,我每天中午还是去爷爷奶奶家一起吃饭,晚上我爸妈才回来,我才回家去吃饭。
  
但是上了初中以后,我开始进入了青春叛逆阶段,我开始觉得和爷爷奶奶没有话题,甚至觉得“他(她)们”很啰嗦!我一刻钟都不想和“爷爷”呆在一起,我开始交了新同学,学会了去网吧上网。
  
但是初中那几年我还是偶尔会去看望爷爷奶奶!

讽刺的是、我只有没钱上网的时候才会去.........

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04
 
放学回家的路上,我遇见了爷爷正在鱼塘打水,准备去浇菜。爷爷提着水、可能是上了年纪的缘故,走得很慢很吃力一步一个脚印。

而我假装没有看见爷爷,我害怕爷爷看见我、和我打招呼,害怕爷爷叫我去帮忙,害怕同学们看见我的爷爷是一个种菜的农民工。
  
类似这样的事情还有很多......

后来“爷爷”年纪接近80多岁了,一次洗澡的时候摔倒了,听说摔断了臀骨,后续不能走路了,也不能生活自理了。
    
我爸和我的堂叔伯那些会开始轮流照顾爷爷的生活起居,长辈们并没有告诉我们这些孩子问题的严重性。
  
而我却因为爷爷生活不能自理,经常会方便在床上,导致一股臭味,我甚至不再愿意呆在爷爷的身边陪他聊聊天。
  
好像爷爷病倒后,我再也没有去看望过他...
  
我以为爷爷只是生病了而已......
  
尽管青春期的我很叛逆、不懂事,但是我的内心深处还是善良的,我开始幻想未来我要赚大钱,带爷爷去看最好的医院,把爷爷的病治好。
  
我一直以为时间还很长,直到爷爷离开,我才发现时间不长,一刻都没有了。

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05
  
15岁左右的我,还不懂得生离死别这些事情,我天真的以为爷爷奶奶会一直健在。他“她”们会看着我长大,看着我步入婚姻。

直到那年暑假,我出去外面打暑假工,我爸给我打了一个电话,告诉我“爷爷刚刚去世了”。
  
我爸开着摩托载着我回家,那一次我觉得回家的路很漫长很漫长......
  
15岁的我第一次失去了亲人.....
  
我没有见到爷爷最后一面,奶奶告诉我爷爷最后离开的时候,说最想见见他的孙子一面......
  
那可能是我的第一次“长大”,却是以失去了亲人为代价。

如果时间能回到15岁那年,我一定会放学就去看望爷爷。

如果时间能回到15岁那年,我看见爷爷提水浇菜的时候,我一定会自豪的喊一声“爷爷”

如果时间能回到15岁那年,我一定会给自己一巴掌。

06
  
如果只是如果,可是已经没有时间了,我们总是在亲人离开之后,才幡然醒悟过来,去忏悔...
  
多年后我才彻底理解了一句话。
  
“常回家看看、回家看看!”
  
人生不要总觉得时间还很长,当你开始后悔的时候,时间一刻也没有了...
  
记忆中爷爷的样子已经开始模糊了。
  
“爷爷”已经离开十年了吧!

但每一次回想起小时候的点点滴滴。
  
爷爷那伟岸的背影、宽阔的肩膀、粗糙干裂的大手,背着我去镇上的那条路,我依旧清晰的记得。

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我会一直记得“爷爷”的爱!

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