超高強度鋼加工M3mm盲孔絲錐的改制及應(yīng)用

劉義權(quán)

深圳技師學(xué)院（廣東深圳 518116）

1 引言

2 加工8-M3-6H深4mm的螺紋孔工序

我單位加工的一零件結(jié)構(gòu)尺寸如圖1所示，該零件φ95mm圓周上均布8-M3mm深4mm的螺紋孔，且25件屬小批量生產(chǎn)，所以加工工藝確定在XK5750銑床旋轉(zhuǎn)分度頭上，MDI方式鉆8-M3-6H螺紋底孔φ2.48+0.160mm，鉆尖深4.8mm。鉗工手動攻螺紋8-M3-6H深4mm螺紋。

圖1 零件結(jié)構(gòu)示意

3 提高φ2.5mm鉆頭加工性的方法

螺紋孔的底孔加工是進行攻絲的必要前提，D406A超高強度鋼經(jīng)熱處理后硬度高，合理的鉆頭直徑和角度參數(shù)也是對加工性非常關(guān)鍵的。

（1）為提高鉆頭的剛度，宜增加鉆心厚度、減小懸深量、適當(dāng)減小螺旋角（取17°～30°）。

（2）改善排屑的措施可增大頂角。

（3）為減小軸向力，可減短橫刃。

4 絲錐的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)及切削過程分析

4.1 絲錐材質(zhì)的選擇

根據(jù)材質(zhì)，絲錐可分為高速鋼絲錐、硬質(zhì)合金絲錐和氮化鈦涂層絲錐。攻絲屬于低速切削，對D406A材料而言，低速切削容易產(chǎn)生很大的切削抗力。在加工過程中，使用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼絲錐攻絲時，由于主切削力和切削抗力都很大，與材料的摩擦力也大，扭矩約為一般材料的3倍，造成排屑困難，而使絲錐扭斷。另外，由于摩擦力產(chǎn)生較大的切削熱，極易塑孔，因而加工精度難以保證。生產(chǎn)中為了避免“斷錐”，需要絲錐頻繁旋進和排屑，磨損很快。實際加工首件零件8-M3-6H的螺紋孔時，單支高速鋼絲錐只能攻2～3個孔，絲錐失效快，造成生產(chǎn)效率低的不利情況。

而硬質(zhì)合金絲錐由于制造成本高、容易折斷，在實際生產(chǎn)中不常用。一支M3mm的進口細(xì)晶粒硬質(zhì)合金絲錐價格高達500元，對企業(yè)來說，顯然是非常不合算。因而，在實際生產(chǎn)中仍采用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼絲錐。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)絲錐的結(jié)構(gòu)及攻絲切削過程分析

絲錐是切削內(nèi)螺紋并能直接得到螺紋尺寸的一種螺紋加工刀具，根據(jù)幾何形狀又可分為直槽絲錐、刃傾角絲錐和螺旋槽絲錐，直槽絲錐機構(gòu)如圖2所示。

審計風(fēng)險指的是由審計行為和國家法規(guī)、審計結(jié)果和客觀現(xiàn)實的叛離，讓審計當(dāng)中多層面關(guān)聯(lián)人受到損害，繼而造成審計核心要求對其實行審計工作，所得出的審計結(jié)果還有結(jié)論負(fù)責(zé)的相對的職責(zé)。伴隨市場經(jīng)濟風(fēng)險的不斷擴大還有會計師事務(wù)所體系革新的加深，審計在市場經(jīng)濟運營過程當(dāng)中的監(jiān)管功能日漸顯著，審計風(fēng)險自然也就變大了，怎樣合理預(yù)防和管控審計風(fēng)險，越來越備受審計領(lǐng)域人士還有整個社會的重視。

圖2 直槽絲錐結(jié)構(gòu)

絲錐攻絲過程屬于半封閉式多刃薄切削。與車削、銑削工藝相比，工作條件惡劣。

在螺紋底孔內(nèi)切削出的螺紋，是由絲錐各切削刃瓣上各切削牙逐層切削而成，絲錐或工件旋轉(zhuǎn)一周后，每個切削刃均前進一個螺距距離，并分別從工件上去除一層金屬。攻絲時，作用在絲錐各切削刃上的切削力可分解為徑向力、切向力和軸向力，其中徑向力主要由切削抗力產(chǎn)生，切向力決定攻絲扭矩的大小，其余兩個力則影響攻絲的切削過程。攻絲扭矩由切削扭矩、摩擦扭矩組成。切削扭矩由切削力形成，與工件材料、刀具材料、刀具幾何參數(shù)及切削工藝參數(shù)有關(guān)；摩擦扭矩則受工件材質(zhì)、刀具與工件接觸面積及切削抗力的影響。

5 修磨絲錐的原理

修磨絲錐是指對直槽絲錐和刃傾角絲錐的切削齒和校正齒的后刀面進行修磨，在切削齒和校正齒上形成雙后角結(jié)構(gòu)，可以大大降低切削齒和校正齒與工件的接觸面積，達到逐級切削，摩擦扭矩降低。此外，由于絲錐幾排刃切削量不均勻，第一切削刃加工面積最大，吃刀抗力和扭矩也最大，磨損較快。為使攻絲過程穩(wěn)定，提高絲錐耐用度，可增加絲錐導(dǎo)程，將絲錐切削部分增長。

6 針對攻絲D406A鋼用小絲錐的改制措施

標(biāo)準(zhǔn)直槽絲錐分為Ⅰ錐、Ⅱ錐，Ⅰ錐的切削部分為4個螺距的長度，2kr夾角為30°，前角γ0=7°±1°，后角α0=10°±1°。

Ⅰ錐的切削量占到總切削量的60%。Ⅱ錐的切削部分為2個螺距的長度。切削量占到總切削量的40%。

在加工D406A超高強度鋼M3mm螺紋孔時，標(biāo)準(zhǔn)直槽絲錐磨損快，易折斷，又無法取出，致使工件報廢。為了增加絲錐的剛性提高耐用度，使絲錐受力及切削量更合理，將絲錐結(jié)構(gòu)進行改進，分為Ⅰ錐、Ⅱ錐、Ⅲ錐各種不同幾何尺寸。Ⅰ錐把直槽絲錐在軸線方向磨出一個2kr夾角約15°，2/3絲錐的導(dǎo)程，以減小絲錐與孔壁的摩擦力，增長切削部分長度，減少每個齒的切削量，同時改制前角為γ0≈0°或更小，后角α0≈3°。Ⅰ錐的切削量占到總切削量的50%，具體結(jié)構(gòu)尺寸如圖3所示。

圖3 Ⅰ錐結(jié)構(gòu)

Ⅱ錐的切削部分僅保留2個螺距的長度，完成對螺紋材料的去除，約占總切削量的40%，工作角度與Ⅰ錐一致，2kr夾角約15°，完成螺紋的整體加工，Ⅱ錐結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 Ⅱ錐結(jié)構(gòu)

Ⅲ錐端面即為工作部分，主要目的是對盲孔的清根，滿足有效螺紋深度要求，Ⅲ錐結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 Ⅲ錐結(jié)構(gòu)

7 絲錐改制后應(yīng)用效果

（1）工作效率的提高。

通過在原有絲錐基礎(chǔ)上，進行角度的修磨改制，可達到一次加工小孔M3mm螺紋30個以上，質(zhì)量得到有效保證，提高工作效率數(shù)倍。

（2）生產(chǎn)費用的降低。

日本進口高強度M3 OSG絲錐一組（2個）500元，大約可加工10個孔，而我單位標(biāo)準(zhǔn)絲錐一組（2個）200元，也只能加工5個孔左右，每組絲錐可節(jié)約費用300元。加工10件零件需攻絲80個M3-6H螺紋，需使用標(biāo)準(zhǔn)絲錐16組，需要3,200元的費用。而使用改制后的絲錐僅需3組就可完成，節(jié)約絲錐的費用2,600元。

（3）加工技術(shù)的提高。

在D406A超高強度鋼上，加工小螺紋孔的經(jīng)驗不足。通過該零件上8-M3-6H螺紋孔的加工，總結(jié)出合理的角度，積累了改制絲錐的經(jīng)驗，為今后小直徑螺紋孔加工提供參考的技術(shù)經(jīng)驗。

8 結(jié)論

材料硬度越高，絲錐前角要求越小，以增加刀具的抗力。加工D406A超高強度鋼M3-6H螺紋孔的絲錐，改制為前角γ0≈0°或更小，后角α0≈3°使參數(shù)更加合理，加工效率提高，有效降低加工成本，通過加工實際零件的驗證，解決了小螺紋孔的加工難題。