【机械经验】丝锥攻丝过程中常见问题及解决措施（附丝锥断裂分析）
导读
丝锥攻丝过程中常见问题及解决措施列举如下，并附上丝锥断裂原因分析，供大家在工作中参考。
止规不止 | |
原因 | 措施 |
|---|---|
| 丝锥选用不当 | •选用适当的丝锥（根据材料、孔型、螺纹公差等）。 |
| 转速过高 | •降低转速； •改善冷却液质量，提高冷却、润滑效果。 |
| 生成切削瘤 | •换用新丝锥； •使用涂层丝锥； •改善冷却液质量，提高冷却、润滑效果； •去除切削瘤及损伤的切削齿。 |
| 切屑阻塞 | •选用切削参数更合适的丝锥（包括螺旋槽、切削角等）； •必要时选用成组丝锥。 |
| 丝锥有毛刺 | •小心地去除毛刺。 |
| 定位及装夹不精确 | •使用轴向及径向自动调节的攻丝夹具； •检查底孔、丝锥与主轴的同轴度。 |
| 攻丝进给不稳定 | •改善攻丝程序； •检查机床传动螺杆； •使用带有长度补偿功能的攻丝夹具。 |
| 丝锥修磨不合理 | •尽量保证重磨丝锥切削参数与新丝锥一致。 |
| 轴向压力过大 | •调整攻丝轴向压力； •使用带有长度补偿功能的攻丝夹具。 |
| 烂牙及粗糙 | |
原因 | 措施 |
| 丝锥选用不当 | •选用适当的丝锥（根据材料、孔型、螺纹公差等）。 |
| 转速太高或太低 | •选择推荐的攻丝速度。 |
| 切屑瘤严重 | •换用新丝锥； •使用涂层丝锥； •改善冷却液质量，提高冷却、润滑效果； •去除切削瘤及损伤的切削齿。 |
| 切屑阻塞 | •选用切削参数更合适的丝锥（包括螺旋槽、切削角等）； •必要时选用成组丝锥。 |
| 丝锥有毛刺 | •去除毛刺。 |
| 底孔太小 | •使用合理的底孔尺寸。 |
| 冷却、润滑不足 | •使用合理的切削液； •适当增加切削液的供给。 |
| 丝锥单齿切削量太大 | •适当增加切削锥长度； •换用成组丝锥。 |
| 通规不通 | |
原因 | 措施 |
| 丝锥磨损严重 | •换用新丝锥。 |
| 丝锥选用不当 | •选用适当的丝锥（根据材料、孔型、螺纹公差等）。 |
| 螺纹牙型参数错误 | •换用性能更好的丝锥； •使用带长度补偿功能的攻丝夹具。 |
| 丝锥过早磨损 | |
原因 | 措施 |
| 见 烂牙及粗糙 | •见烂牙及粗糙。 |
| 切削刃碰撞孔底 | •控制底孔及有效螺纹深度； •必要时使用E型甚至F型切削刃。 |
| 无涂层或涂层质量差 | •根据攻丝材料性能，使用合适的涂层丝锥。 |
| 丝锥寿命短 | |
原因 | 措施 |
| 见 丝锥过早磨损 | •见丝锥过早磨损。 |
| 丝锥重磨时退火 | •改变修磨参数（砂轮型号、转速、冷却液等）。 |
| 钻孔时材料硬化严重 | •及时更换钻头； •调整钻孔参数（转速、进给等）； •攻丝前材料退火。 |
丝锥断裂10大问题分析汇总
1. 丝锥品质不好
主要材料，数控刀具设计，热处理情况，加工精度，涂层质量等等。例如，丝锥截面过渡处尺寸差别太大或没有设计过渡圆角导致应力集中，使用时易在应力集中处发生断裂。柄、刃交界处的截面过渡处离焊口距离太近，导致复杂的焊接应力与截面过渡处的应力集中相迭加，产生较大的应力集中，导致丝锥在使用中断裂。例如，热处理工艺不当。丝锥热处理时，若淬火加热前不经预热、淬火过热或过烧、不及时回火及清洗过早都有可能导致丝锥产生裂纹。很大程度上这也是国内丝锥整体性能不如进口丝锥的重要原因。
应对措施：选用品质优良可靠的丝锥品牌以及更为合适的丝锥系列。
2. 丝锥选择不当
对硬度太大的攻件应该选用高品质丝锥，如含钴高速钢丝锥、硬质合金丝锥、涂层丝锥等。此外，不同的丝锥设计应用在不同的工作场合。例如，丝锥的排屑槽头数、大小、角度等等对排屑性能都有影响。
对于象沉淀不锈钢、高温合金等硬度高同时韧性又好的难加工材料，可能会出现丝锥因自身强度不够，无法抵抗攻丝加工的切削抗力而折断。
另外，丝锥与加工的材料不匹配这个问题近几年越来越受到重视，以前国内厂家总觉得进口的好，贵的好，其实是适合的好。随着新材料的不断增加和难加工，为了适应这种需要，刀具材料的品种也在不断地增加。这就需要在攻丝前，选择好合适的丝锥产品。
应对措施：选用高强度材料的丝锥（如粉末高温钢等），提高丝锥自身强度；同时改善丝锥表面涂层，以提高丝维表面硬度；极端情况甚至手工攻丝也许是可行的方法。
3. 丝锥过度磨损
另一种极为常见的情形，丝锥在加工若干个螺纹孔后，由于丝锥过度磨损使得切削抗力变大，导致丝锥拆断。
应对措施：首先推荐使用森泰英格V柄，它会明显延缓丝锥的磨损，从而提高丝锥使用寿命；同时，使用优质的攻丝润滑油也能够有效延缓丝锥的磨损；另外，使用螺纹量规（T/Z）可以轻松判断丝锥情况。
4. 轴向同步误差
加工中心攻丝过程中，大量的断丝锥是因为机床主轴旋转与轴向进给同步性存在误差，使得丝锥承受的轴向拉力（或压力）增大，导致丝锥断裂。而同步误差几乎是加工中心（或数控车床）刚性攻丝无法完全避免的，尤其是在丝锥退回（反转）的瞬间更为突出。
应对措施：使用森泰英格V柄，它彻底解决刚性攻丝轴向同步误差补偿问题。
5. 断屑、排屑困难
对于盲孔攻丝，通常采用螺旋槽后排屑丝锥，如果铁屑缠绕在丝锥上无法顺利排出，丝锥将会憋断，而大量的被加工材料（如钢和不锈钢以及高温合金等）攻丝加工通常是难以断屑的。
应对措施：首先考虑改变丝锥的螺旋升角（通常会有几种不同螺旋角可选），设法让铁屑能够顺利排除；同时适当调整切削参数，其目的也是确保铁屑能够顺利排除；必要时可以选用变螺旋角丝锥，以确保铁屑能够顺利排出。
6. 底孔孔径偏小
例如，加工黑色金属材料M5×0.5螺纹时，用切削丝锥应该用选择直径4.5mm钻头打底孔，如果误用了4.2mm钻头来打底孔，攻丝时丝锥所需切削的部分必然增大，进而使丝锥折断。建议根据丝锥的种类及攻件材质的不同选择正确的底孔直径，如果没有完全符合的钻头可以选择大一级的。
7. 攻件材质问题
攻件材质不纯，局部有过硬点或气孔，导致丝锥瞬间失去平衡而折断。
8. 机床没有达到丝锥的精度要求
机床和夹持体也是非常重要的，尤其对于高品质的丝锥，只要一定精度的机床和夹持体才能发挥出丝锥的性能。常见的就是同心度不够。攻丝开始时，丝锥起步定位不正确，即主轴轴线与底孔的中心线不同心，在攻丝过程中扭矩过大，这是丝锥折断的主要原因。
9. 切削液，润滑油品质不好
这点国内的许多企业都开始关注起来，许多采购了国外刀具和机床的公司有非常深刻的体会，切削液，润滑油品质出现问题，加工出的产品质量很容易出现毛刺等不良情况，同时寿命也会有很大的降低。
10. 切削速度与进给量不合理
当加工出现问题时，国内大部分用户是降低切削速度和减小进给量，这样丝锥的推进力度降低，其生产的螺纹精度因此被大幅度降低，这样加大了螺纹表面的粗糙度，螺纹孔径和螺纹精度都无从控制，毛刺等问题当然更不可避免。但是，给进速度太快，导致的扭力过大也容易导致丝锥折断。机攻时的切削速度，一般钢料为6～15m/min；调质钢或较硬的钢料为5～10m/min；不锈钢为2～7m/min；铸铁为8～10m/min。在同样材料时，丝锥直径小取较高值，丝锥直径大取较低值。
以上的这些问题，都需要操作人员做出判断或向技术人员反馈，但目前国内绝大部分操作人员重视不够。例如，加工盲孔螺纹时，当丝锥即将接触孔底的瞬间，操作者并未意识到，仍按未到孔底时的攻丝速度给进，或排屑不畅时强行给进导致丝锥折断。建议操作人员加强责任心。
由上可见，造成丝锥断裂的原因可谓多种多样，机床、夹具、工件、工艺、夹头及刀具等等都有可能，仅凭纸上谈兵也许永远都找不到真正原因。做为一个合格的负责的刀具应用工程师，最重要的是深入现场，而不是仅凭想象。举个最简单的例子，假如丝锥切削锥长度太长，攻丝时撞至底孔底部而断裂，如果你不深入现场，仅凭猜测丝锥性能、工件材料、加工工艺等等如何获知。
来源：螺纹加工技术、倍特
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