[科普中国]-螺旋槽丝锥

简介

超高压设备所使用的材料特点是强度高、韧性大，且又梗又粘。要在这些材料上加工螺纹孔，采用过去传统的直槽丝锥是无法加工的3。螺旋槽丝锥解决了在难加工材料上加工较大螺纹孔的问题。

螺旋槽丝锥几何参数螺旋角
螺旋角由加工材料和硬度来确定，加工铭相钢螺旋角采用35°~40°，加工调质硬度多300HB的40Cr料采用300螺旋角4。

容屑槽
为增大丝锥排屑空间，螺旋槽丝锥的锥心直径d=0. 4d，式中d为丝锥直径。丝锥刃背宽度m=(0. 36~0.4)d，同时应强调螺旋槽整个槽形应呈圆弧光滑连接，前刃面圆弧半径应足够大，槽底圆弧半径要选得适中，因为槽底圆弧半径是影响切削成形和排屑要素，圆弧半径太大就会增大卷屑曲率，引起排屑困难，圆弧半径过小将增大切屑的附加变形，使切削力增大。

前角
前角应按工件材料而定，螺旋槽丝锥实际工作前角将增大，前角过大影响刃口强度，因此螺旋槽丝锥前角一般取4°~8°。

后角
为减少切削时摩擦力，丝锥工作部分齿形应进行铲磨，铲磨量为0. 02~0. 03mm，同时为了增加丝锥切削强度和切削稳定性，切削后角应尽量小，一般取3°~5°。

螺旋槽丝锥的特性寿命长
螺旋槽丝锥比起普通直槽丝锥寿命可增加30%~50%，有的高达2倍以上。这是因为在攻丝过程中切屑极易沿螺旋槽丝锥排出，不会堵在沟槽中排不出去，很少出现崩刃及折断现象，提高了使用寿命5。

效率高成本低
加工难加工材料，如不锈钢、合金结构钢及各种有色金属的盲孔攻丝，用螺旋槽丝锥，只需用一个丝锥加工，不需用成组丝锥加工。攻丝时不用反复进退丝锥排屑，既提高了攻丝效率又节省了制造丝锥使用的高速钢材料，降低了成本。

冷却润滑条件好
由于金属屑可沿螺旋槽自动排出，不易阻塞，切削时冷却润滑条件改善了，减少丝锥切削部刀尖的发热。从而也提高了丝锥的耐用度。

切削平稳便于入扣粗糙度值低。

扭矩小
由于排屑通畅，切屑不堵在狭窄的排屑槽里，以及螺旋角的存在，增大了实际工作前角，所以扭矩较小，一般工作时比直槽丝锥小30%左右。

螺尖丝锥和螺旋槽丝锥螺尖丝锥是直槽丝锥的一种变形，是由德国NORIS公司创办人ErnstReime先生于1923年发明的。在直槽的一侧切削刃开斜槽，形成一个角度，切屑顺着进刀的方向即向前排出。适用于通孔加工。而螺旋槽丝锥是最常用的一种，根据不同的工况采用不同的螺旋角度，常见的是右旋15°和42°6。一般来说螺旋角越大，排屑性能越好。适用于盲孔加工。当然，通孔也是可行的。螺尖丝锥又称先端丝锥、下屑槽丝锥，主要用于各种通孔材料之螺纹被切削作业，先端丝锥具有与一般直槽丝锥相同的的直线沟槽，但在其切削部前端有经特殊设计的螺旋沟槽，借以旋转推送切削从孔的下方排出，由于先端丝锥具有此旋转排出切屑之功能，除可保持沟槽的清洁以减少切削时之抗力外，并能避免因切削堵塞而造成丝锥的损害，因此先端丝锥可采用比一般直槽丝锥更快的速度来切削高精度的螺纹。

丝锥的类别丝锥根据其形状分为：直槽丝锥、螺旋槽丝锥、螺尖丝锥、挤压丝锥，其性能各有所长6。

1、直槽丝锥，它通用性最强，通孔或不通孔、有色金属或黑色金属均可加工，价格也最便宜。但是针对性也较差，什么都可做，什么都不是做得最好。切削锥部分可以有2、4、6牙，短锥用于不通孔，长锥用于通孔。只要底孔足够深，就应尽量选用切削锥长一些的，这样分担切削负荷的齿多一些，使用寿命也长一些。
2、螺旋槽丝锥比较适合加工不通孔螺纹，加工时切屑向后排出。由于螺旋角的缘故，丝锥实际切削前角会随螺旋角增大而加大。经验告诉我们：加工黑色金属的，螺旋角选的小一点，一般在30度左右，保证螺旋齿的强度。加工有色金属的，螺旋角选的大一点，可在45度左右，切削锋利一些。

3、螺尖丝锥加工螺纹时切屑向前排出。它的芯部尺寸设计比较大，强度较好，可承受较大的切削力。加工有色金属、不锈钢、黑色金属效果都很好，通孔螺纹应优先采用螺尖丝锥。

4、挤压丝锥比较适合加工有色金属，与上述切削丝锥工作原理不同，它是对金属进行挤压，使之塑形变形，形成内螺纹的。挤压成形的内螺纹金属纤维是连续的，抗拉，抗剪强度教高，加工的表面粗糙度也教好，不过挤压丝锥底孔要求较高：过大，基础金属量少，造成内螺纹小径过大，强度不够。过小，封闭挤压的金属无处可去，造成丝锥折断。计算式为：底孔直径=内螺纹公称直径-0.5螺距。

螺旋槽丝锥的应用
随着铭钥钢(韧性材料)经调质硬度≥300HB的40Cr材料的普遍使用，对切削刀具的要求也越来越高。以40Cr材料调质硬度为)300HB深盲孔螺孔工件加工为例，采用普通机用直槽丝锥不能胜任。因为除了材料硬度外，深盲孔螺纹积屑严重，排屑困难，使丝锥在切削过程中切削扭矩增大，丝锥磨损严重，甚至导致崩刃。而且丝锥切削转速只能控制在60~70r/min,生产效率较低，所用切削液价格高(一般要用工业豆油、极压油等)，成本较高。为此我们研制成功螺旋槽丝锥并应用于生产实际中4。
螺旋槽机用丝锥的最大优点是能控制切削流向，有导屑作用，在深盲螺孔加工时能消除螺孔积屑现象。又由于螺旋槽丝锥实际前角较大，切削时切屑呈连续状，切削平稳、轻快，切削扭矩明显下降，故工件螺纹精度高.无拉毛等缺陷。丝锥的切削转速较高，一般为140~ 170r/min。切削液一般为皂水溶液，生产效率高，成本低，丝锥使用寿命也成倍提高。经第二汽车制造厂使用比较，普通机用直槽丝锥加工材料为40Cr，硬度》300HB，而深盲孔螺纹工件每只丝锥只能加工20~30个螺孔，并积屑严重，清洗困难，使用螺纹槽机用丝锥加工该材料的深盲孔螺纹工件，平均每只丝锥可加工20。个以上螺孔，且无积屑现象，螺纹质量明显提高，为此深受操作者欢迎。目前螺旋槽丝锥正在得到推广应用。

螺旋槽丝锥容屑槽是螺旋状的，根据旋向的不同分为左旋和右旋。左旋螺旋槽丝锥攻丝时切屑向下排，适合于通孔；右旋螺旋槽丝锥攻丝时切屑向上排出，适合于盲孔。

特点：

1可攻丝至盲孔的最下部

2切削不会残留

3吃入底孔容易

4有良好的切削性

螺旋槽丝锥是最常用的一种，根据不同的工况采用不同的螺旋角度，常见的是右旋15°和42°。一般来说螺旋角越大，排屑性能越好。适用于盲孔加工。通孔加工时最好不选用。