对于内螺纹孔,尤其是小直径内螺纹孔的加工,丝锥的使用是最为广泛的。而在用丝锥进行攻牙的过程中,由于工艺执行起来比较复杂,丝锥经常出现断裂、崩刃和磨损等各种问题。断裂就是丝锥沿横截面开裂,崩刃就是切削刃崩断,而磨损就是切削刃磨掉一部分,导致牙型尺寸改变。以上三种问题都会导致丝锥失效,无法继续使用,造成加工成本的提高。这些问题的产生主要是由以下几个原因造成的:
机床问题
机床运转不正常就可能造成丝锥损坏,不正常的表现包括主轴跳动过大,主轴与底孔没有保持同轴,加工程序存在错误等。
工件材料
如果工件材料的强度过大,材料质量不够稳定或者存在气孔、残碴等情况,也会造成丝锥的损坏。
螺纹底孔直径和孔深
在使用丝锥时,一般丝锥样本中都标注了适用的螺纹底孔的直径大小,必须按照这个标准来执行。如果未标注,也可以按照公式进行计算。切削丝锥加工底孔直径等于螺纹直径减去螺距的方法来计算;而挤压丝锥加工底孔直径则等于螺纹直径减去半个螺距。如果加工的螺纹底孔直径过小,就会导致丝锥切削时根部接触到工件,引起丝锥的折断。
如果是加工盲孔,还需要考虑底孔的孔深。因为丝锥前端的切削牙直径较小,非常脆弱,并不是切削螺纹用的。如果底孔的深度太小,这些切削牙就可能触碰到孔底而导致丝锥折断。
丝锥类型
丝锥从排屑槽形状上来说,有直槽丝锥、螺旋槽丝锥和左旋丝锥的区别。加工不同类型的孔,所用的丝锥类型也不尽相同。对于钢等长切屑的材质,一般用直槽丝锥加工通孔,使切屑能够向下排出;而采用螺旋槽丝锥加工盲孔,使切屑能够向上排出。对于铸铁等短切屑的材质,切屑可以容纳在排屑槽内,因此无论是通孔还是盲孔,都可以用直槽丝锥加工。而左旋丝锥的特点是形成向下且分开的切屑,这种丝锥适用于加工那些与工装靠得比较近,排屑空间比较小的工件。
除了排屑槽的形状外,我们还应该考虑丝锥的前角、后角、导向角和刃倾角等,这些角度的设计都是专门针对不同材料的特性得出的。比如切屑较长的钢材料,就应该设计较大的丝锥前角,而切屑较短的铸铁材料,就需要较小的前角,甚至是0度前角。
切削参数
使用不同的丝锥,加工不同的工件,都应该使用不同的切削参数,这样才可以最大限度地延长丝锥的使用寿命。例如在相同的加工条件下,使用高速钢丝锥还是硬质合金丝锥,适合的线速度就有很大差别。如果转速过快或者过慢,都会导致丝锥损坏。
冷却和润滑
由于丝锥的排屑空间非常狭窄,对润滑性有很高的要求。而且丝锥在加工过程中会产生大量的热,因此对冷却效果格外的注重。所以,金属切削液的使用也是非常重要的。尤其是对于韧性比较大的材料,还必须加大冷却液的浓度,或者是采用油性冷却液。