不锈钢小直径螺纹孔攻丝研究

何飞迎 ，李芳 ，刘丽娜 ，曾慧敏，罗峰

（1.中航工业南方动力机械公司，湖南 株洲 410000；2.湖南株洲南方航空高级技工学校，湖南 株洲 410000）

1 引言

随着社会的不断发展，不锈钢材料被越来越广泛应用，但由于其具有较高的强度、较大的塑性和韧性，故切削性能较差，生产、加工比较困难。特别是在小孔攻丝时，散热、排屑效果不好，常常出现螺纹加工精度不高、断丝锥问题，甚至造成工件报废。本文仅从以下几个方面研究不锈钢小直径螺纹孔攻丝。

2 正确加工螺纹底孔

螺纹底孔的加工，一定要严格按照加工手册查表和计算，并正确选择加工螺纹底孔的钻头。钻头的切削刃要锋利，刃带要光滑，不得有毛刺和磨损等，避免底孔刮伤或产生锥度等缺陷。在螺纹底孔的加工时，孔口一定要倒角，通孔螺纹两面都要倒角，倒角处直径可略大于螺纹大径，这样可使丝锥开始切削时容易切入，并可防止孔口出现挤压产生凸起现象。

3 丝锥的影响

3.1 制造丝锥的材料

制造一般丝锥的材料较多，常用的有碳素工具钢、合金工具钢，但用这些材料制造的丝锥不耐磨，易在孔内咬死或引起崩齿。加工不锈钢用超硬型高速钢丝锥最合适。一般碳素工具钢当温度在200℃～250℃时，材料的机械性能就大为下降；合金工具钢一般也只能达到350℃～400℃。而攻制不锈钢螺纹虽然切削速度不高，但由于材料塑性变形大和摩擦剧烈，发热量仍然较大，再加上不锈钢导热性差，切削部位局部温度很高，尤其是丝锥的齿尖部位最为恶劣，加速了丝锥的磨损。在同样硬度下，高速钢的强度比一般工具钢高一些，不易崩齿。碳素工具钢和合金钢在刃磨过程中容易退火，特别是丝锥齿尖，这些部位在切削过程中很快就会被磨掉。

3.2 丝锥的切削角度

（1）前角。标准丝锥的前角8°～10°，由于不锈钢材料韧性大，丝锥前角必须加大，否则会切不动，切削时感到特别费劲，切削后的螺纹表面光洁度不好或丝锥被咬死在螺纹孔内。加工不锈钢螺纹用的手用丝锥前角一般采用10°～13°。

（2）后角。标准丝锥的后角为4°～6°，加工不锈钢材料丝锥后角为8°～12°

（3）刃倾角。标准丝锥的刃倾角为0°，为了改善排屑条件，攻通孔时往往磨出5°～15°的刃倾角，刃磨长度为超过切削锥长1～2 螺距。

4 攻丝注意事项

用头锥起攻时，可一手按住铰杆中部，沿轴线施压。另一手配合旋进，要防止丝锥歪斜，保证丝锥中心线与孔的中心线重合；双手旋转用力要均匀，并及时倒转丝锥1/4～1/2 周使切屑碎断后容易排除，避免卡死丝锥；倒回丝锥时先要来回拧动几下，以使切屑松动和润滑液进入切削区。倒回时用力要轻、要均匀，不然就拉伤螺纹、丝锥崩齿或扭断。

5 加工排气管焊件手用丝锥改进对比

排气管焊件材料为1Cr18Ni9Ti，零件由两个安装边和钣金件焊接而成，两安装边上分别有24个M5、71个M4 螺纹孔。攻丝后检查M4-5H6H 螺纹孔，量规止端可以通过，螺纹有断扣、牙顶压伤等现象出现，提交处理，报废2 件零件，并且在加工时每个零件还用了7～8 把丝锥，严重影响了产品的交付。

5.1 改进措施

不锈钢材料韧性大，丝锥的前角必须相应加大，否则会发生切不动、切削时费力、切削后螺纹表面粗糙度高或者丝锥被咬死在螺纹孔内。后角根据加工零件材料硬度的不同相应增加，增加刃倾角。因此，丝锥按以下尺寸进行加工，前角为10°±2°，按上偏差加工，后角为6°～8°，刃倾角为5°～9°。

5.2 改进效果

用改进后的丝锥加工零件的情况如表1 所示。

表1

改进前、后丝锥消耗量对比如图1 所示。

6 结语

图1 改进前、后加工一个零件消耗的丝锥数量

加工不锈钢小孔攻丝时，只要对丝锥的角度加以改进，不管从加工质量还是从丝锥的报废量都得到极大改善，特别是在航空工业大量使用难加工材料的情况下，解决了丝锥在攻难加工材料时易磨损和易报废的问题，质量得以大幅提高，为公司节约大量成本。

因此，在零件攻丝时要根据材料的不同合理选择丝锥的角度，才能取得更好的加工效果。