鈦合金加工件密度小,比強度高(密度一般在 4.5g/cm3 左右,大約是鋼 的 60%),具有良好的耐熱強度,在低溫和超低溫環(huán)境中仍能保持較 高的力學性能,屬難切削材料,特別是小孔攻螺紋十分困難。如果使用未經(jīng)改制的絲錐進行加工,往往會因為切削扭矩超過絲錐的強度極 限而導致絲錐折斷,報廢率高,增加產(chǎn)品的加工成本,經(jīng)過仔細研究, 對絲錐進行了改進取得很好的效果。
鈦合金廠家加工小直徑內(nèi)螺紋切削過程受力分析
(1)絲錐受力不均勻。鈦合金小直徑內(nèi)螺紋切削過程中,刀具的刃端切削部位都會參與其中,很容易就能看出,絲錐或者材料經(jīng)過 一圈的轉(zhuǎn)動,參與切削的部位都會在螺距上前進一個單位,把材料多剝落一次,每齒的加工負荷較大。切削錐在孔洞中切近時,切削面積慢慢擴大,當絲錐完成入孔的過程后,切削那的總體面積化。工件的材質(zhì)、切削部位在受到的摩擦力逐漸增強,切削層逐漸在高溫中 塑造變形時,會給鈦合金帶來穩(wěn)定性影響。
攻螺紋絲中,絲錐刃端切削部位受到的力分別為橫向力 Fa、縱向 力 Fr 與切入力 Ft。切入力對攻絲時的扭矩大小有決定作用,而橫向與縱向受力對切削整個過程有影響,在絲錐正常工作條件下,由于同時工作的絲錐各切削牙的切削面積不等,當切削錐不夠長時,角度較 大,不同刃端切削部位的寬度會區(qū)別更大,所以,作用在絲錐各刃瓣上的徑向力 Fr 的合力不等于零。螺紋攻絲時切削錐會往縱向受力小的那邊偏轉(zhuǎn),使錐體橫軸偏轉(zhuǎn),從而往孔邊靠近,使孔洞變大。
(2)扭矩不穩(wěn)定。其他材料攻螺紋時也存在扭矩不穩(wěn)定這一問題,但鈦加工件供應鈦合金攻小直徑內(nèi)螺紋會加大凸起。切削扭矩,切削錐和接觸面摩擦扭矩,碎屑在儲存槽內(nèi)所產(chǎn)扭矩這幾個部分有效組成了攻絲扭矩。正常情況下,重要的為切削扭矩,絲錐承受的重量和其切削厚度 Ac ,刀齒次數(shù)相關(guān)。切入孔底時,刀齒次數(shù)的增加會讓切削扭矩、摩擦扭矩增多,全部進入孔中后,扭矩化,絲錐在另一側(cè)孔中穿 出時,扭矩開始減小??梢姡谡麄€切削過程中,扭矩經(jīng)歷由小到大, 再逐漸變小過程,扭矩不穩(wěn)定。