[发明专利]适用于钛合金数控加工的丝锥

说明书

技术领域

本发明属于钛合金数控刚性攻丝领域，特别是一种适用于钛合金数控加工的丝锥。

背景技术

钛合金因具有比重小、强度高、热强性好、耐蚀性好等优异性能，被越来越广泛地应用于航天型号产品中。

由于排屑困难、冷却不充分等原因，钛合金攻丝是典型的难加工工序。钛合金的弹性模量大，加工易回弹，攻丝时工件上已攻成螺纹牙型紧贴丝锥牙型，摩擦力大，切削总扭矩大，故数控刚性攻丝时丝锥容易抱死而折断。

典型的数控攻丝方案是在数控机床上用头攻丝锥攻制出丝锥导向，再进行手工攻制。这种攻丝方案能更好地保证丝锥的垂直度与位置度，一定程度地减少工人的劳动强度，但仍需进行二攻、三攻，效率不高。

经查新，目前钛合金专用丝锥多适用于手工攻丝，公布的专利均无数控加工的应用说明，钛合金数控专用丝锥在国内市场上还是空白。

对比文件1：如申请号为200810230533.3的中国专利申请文件公开了一种丝锥，其特征是刃背宽度0.3～0.5，后角2°～19°。这种丝锥能减小丝锥与工件的接触面积，切削扭矩小，切削较轻快，同时丝锥使用寿命能平均提高6～7倍。但是该专利在进行数控攻丝时切削扭矩仍太大，容易折断。

对比文件2：申请号为200920305557.0的中国专利申请文件公开了一种丝锥，其特征是铲背0.2～0.3P，对丝锥切削部分进行刃磨，增大丝锥后角为20°～25°。这种丝锥能减少丝锥与螺纹摩擦力，加工钛合金材料螺纹孔数≥100。改制工艺复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够直接用于钛合金数控攻丝，在数控攻丝时切削扭矩小，不易折断，且加工改制工艺简单的适用于钛合金数控加工的丝锥。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种适用于钛合金数控加工的丝锥，其丝锥的刀面后角角度为25度~45度，磨后刃背宽度为0.3毫米~0.6毫米。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

1、本发明对丝锥的刀面后角角度和磨后刃背宽度的尺寸进行改变，使得丝锥在进行数控攻丝时切削扭矩大大减小，大大减小了折断率。

2、本发明由于减小了折断率，在数控攻丝中，只需在数控机床上用本丝锥进行一次攻制，而无须再进行人工的二攻和三攻。

3、本发明只对丝锥的刀面后角角度和磨后刃背宽度的尺寸进行改变，故加工改制工艺简单，成本较低。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明的丝锥切削示意图。

图2是普通直槽丝锥齿底断面示意图。

图3是本发明的改制丝锥齿底断面示意图。

具体实施方式

通用丝锥进行钛合金数控刚性攻丝时，常见的失效形式为断裂。丝锥断裂是因其切削扭矩过大导致的。攻丝时，工件上已攻成的螺纹牙型紧贴丝锥牙型，丝锥扭矩=（齿部切削反作用力+摩擦系数×接触面积）×丝锥半径。

根据图2和图3的内容，将图2中的普通丝锥进行铲后角改制，得到图3中的本发明的丝锥，接触面积（图2、图3中黑色区域）减小约80％，丝锥扭矩相应减小约80％，大大降低了断裂的几率。

但是丝锥改制刀面后角也不可过大，若丝锥改制刀面后角α过大，楔角β过小，丝锥切削刃部的强度变差，容易发生崩齿而导致丝锥失效。

为使丝锥既有足够小的切削扭矩，又有足够大的刃部强度，在充分试验及数据分析的基础上将通用型直槽丝锥改制成专用丝锥，满足钛合金材料批量数控攻丝要求。专用丝锥改制型式如下：

1、细牙螺纹丝锥：选用进口直槽细牙丝锥末攻（M3～M12）进行磨削改制，磨后刃背宽度0.4mm～0.6mm，刀面后角角度25°～40°。

2、粗牙螺纹丝锥：选用进口直槽粗牙丝锥末攻（M3～M12）进行磨削改制，磨后刃背宽度0.3mm～0.5mm，刀面后角角度30°～45°。

改进后的丝锥与对比文件1和对比文件2相比，刀面后角角度增大，使得摩擦面积减小一半以上，但一味增大刀面后角角度会使得刀尖强度的减小，本发明经过多次实验验证，使得摩擦面积和刀尖强度达到一个平衡点。

实施例1：采用进口直槽细牙丝锥末攻（M3）进行磨削改制，磨后刃背宽度0.4mm，刀面后角角度25°，采用数控刚性攻丝方式加工了作动筒多批，约100余件，螺纹交验合格率100%，螺纹与φ2孔同轴度满足要求，同轴验具合格。