鉬合金零件的螺紋車削加工

發布日期:2012-10-29    蘭生客服中心    瀏覽:5806

  鉬合金的強度、硬度均較高,韌性差,性脆易折斷,可加工性差,但因其具有熔點高、密度低和熱脹系數小的特性,常用于制造航空和航天的各種高溫部件。兩種鉬合金零件分別為鉬螺釘和鉬螺栓,如附圖所示。毛坯來料為熱軋Ф16mm鉬合金鋼棒,加工中發現該材料密度低,表皮硬度非常高,應為退火殘余硬度。表層以內硬度仍然很高,韌性差,導熱慢。使用普通高速鋼或硬質合金刀具加工非常困難。首先,刀具前、后刀面及刀尖磨損很快,加注切削液,使用常態下不同切削用量多次試驗,均無法獲得滿意效果,一般外圓刀片加工不過4件就需更換;其次,零件在刀具稍有磨損時即出現掉渣缺陷,平端面、切斷及車螺紋時均出現掉渣現象。外圓加工及端面加工在精車刀保持鋒利情況下可基本滿足圖樣要求,但螺紋加工掉渣始終無法避免。

  在實際加工中M6螺紋車制效果較差,加工中常發生螺紋段從收尾處折斷現象,無法避免。只有采用板牙加工。M12則采用數控車高速雙刀車螺紋,效果非常理想。

  由于兩種零件均較長,因此實際加工中,一般把車螺紋工步放在車外圓→切斷→平總長加工完最后進行。由于工藝文件中M6螺釘、M12螺栓均不允許留有中心孔,因此臥式車床加工中最后還需把中心孔平掉。數車加工中采用分段加工的辦法,不鉆一中心孔。分段加工Ф12mm外圓(M12大端直徑)→切斷;分段加工Ф6mm外圓(M6大端直徑)→車錐而→切斷。程序較為簡單,在此略去。需注意的是Ф6mm外圓尺寸加工至Ф5.85~Ф5.93mm時,明顯有利于套制螺紋。外圓大于Ф5.93mm則套制余量大,易發生螺紋掉渣、缺螺紋等牙型不完整現象。外圓小于Ф5.85mm則套絲時擠壓變形量有限,如機床尺寸發生波動,易使M6螺紋大端尺寸接近極限或超差。另外切斷時,總長留量需大于1.5mm以上。以防切斷刀變鈍或排屑不暢擠壓,使零件根部錐面(螺釘)掉渣,在平完端面后也無法修復。亦即平完端面后零件仍有掉渣缺陷。

  加工這兩種零件外圓及總長時,普通硬質合金刀具的材料牌號選用YG6或YG8,磨制角度可參照不銹鋼半精加工刀具角度磨制,如有條件采用機夾刀加工、使用涂層刀具效果較好。涂層刀具一般分為物理氣相沉積(PVD)和化學氣相沉積(CVD)。與傳統硬質合金刀具相比,涂層刀具強度、硬度、耐磨性有很大提高。對硬度55HRC以下材料可實行高速切削,在對該兩種零件外圓加工時(PVD)或(CVD)均可,使用(CVD)刀片略好。

  切削用量:轉速600~900r/min。背吃刀量0.3~0.6mm。進給量0.2~0.3mm/r。由于產生的切削熱很大,加工時使用以冷卻為主的水溶性切削液。

  加工完外形及總長尺寸后,即要開始加工螺紋,在加工M6-6h螺紋時,卡盤定心須準確。盡量不要使用板牙架,用套絲器加工較好,因材料硬、脆。板牙架夾持板牙的中心線與工件中心線稍有偏移,零件就極易折斷或掉渣。套絲器則可適當補償二者中心線的偏差,套絲時采用以潤滑為主的切削油工業用豆油。

  在加工M12-6h螺紋時,由于套絲加工時扭矩大,不易夾緊,導致工件打轉。更嚴重的是,由于材料的特殊性,螺紋會產生嚴重掉渣缺陷,牙型不完整。使用板牙無法加工出合格的產品。在臥式車床上使用螺紋刀車螺紋,采用高速鋼(W18Cr4V)刀具切削,使用低速(50r/min)加工,很快達到刀具磨損極限,切削效果也非常不理想。而在數車上采用硬質合金YG8,YG6,YW1等焊接刀具及涂層刀具PVD,CVD使用1200r/min以下各轉速試驗,效果也均不理想。

  針對實驗結果及材料特性,決定使用國際上新的加工理論——高速、快走、小吃刀切削法試驗。針對材料特性及刀具磨損情況,車螺紋采用難度較大的高速(2100r/min),雙刀分粗、精車法加工。經過對螺紋加工指令格式的比較,首先淘汰了G34(變螺距螺紋指令)和G32(單一螺紋切削指令,進退刀須另外指定,太繁瑣),決定使用G92和G76編程分別試驗。加工程序如下:

  加工中,粗加工1號螺紋刀使用以冷卻為目的的水溶性切削液;精加工2號螺紋刀工作時使用以潤滑為目的的工業用豆油,用毛刷蘸抹。