丝锥的发展和应用,从志斌.docx
《丝锥的发展和应用,从志斌.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《丝锥的发展和应用,从志斌.docx(13页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、上海大学20142015学年秋季学期研究生课程考试 小论文课程名称: 制造工艺及刀具 课程编号:09Z078013论文题目:丝锥的发展与制造研究生姓名:从志斌 学号:论文评语:成绩:任课教师:王永国评阅日期:丝锥的发展和制造从志斌(上海大学 机电及自动化学院,上海200072)摘要:首先阐述了丝锥的相关基本理论,从定义、结构、公差、螺纹的制式与分类进行介绍,从而对丝锥 有了相应的了解,然后进一步说明其发展趋势,发现了“三适应”,为了制造出更好的丝锥应用在实际工 业上,我们又探究讨论其选材和表面处理的相关做法,深刻明白了材料和热处理的根本性作用,最后以具 有影响力且先进的西德格林的丝锥来阐述其制
2、造技术和工艺设备。关键词:丝锥;表面处理;西德格林;制造技术Development and manufacturing of the tapCONG zhi-bing(School of Mechanical Engineering and Automation, Shanghai University, Shanghai 200072, China)Abstract: First, the relevant basic theory about tap has been expounded , and introduced by definition, structure, toleranc
3、e, thread standard and classification, so we will have some appropriate understanding with it .Through further researching ,we have discovered the three adaptation.In order to create a better tap on the industrial applications, we also explore and discuss their selection of practices and surface tre
4、atment, understand the fundamental role of materials and heat treatment profoundly,finally we studied manufacturing technology and process equipment by the taps of GURING which is famous and advantage .Key words: tap; Surface treatment; GURING; Manufacturing Technology1基本理论1.1定义丝锥:依靠自身的旋转和进给在底孔中加工内螺
5、纹的具有外螺纹形状的工具。图1图21.2结构机用和手用丝锥是切制普通螺纹的标准丝锥。中国习惯上把制造精度较高的高速钢磨 牙丝锥称为机用丝锥,把碳素工具钢或合金工具钢的滚牙(或切牙)丝锥称为手用丝锥, 实际上两者的结构和工作原理基本相同。通常,丝锥由工作部分和柄部构成。工作部分又 分切削部分和校准部分,前者磨有切削锥,担负切削工作,后者用以校准螺纹的尺寸和形 状。柄&虞营 A图3丝锥各部名称1.3丝锥公差带国产机用丝锥都标志中径公差带代号:H1、H2、H3分别表示公差带不同的位置,但公 差值是相等的。手用丝锥的公差带代号为H4,公差值、螺距及角度误差比机用丝锥大,材 质、热处理、生产工艺也不如机
6、用丝锥。H4按规定可以不标志。丝锥中径公差带所能加工 的内螺纹公差带等级如下:表1丝锥公差丝锥公差代号适用加工内螺纹代号H14H5HH25G6HH36G7H 7GH46H7H有些企业使用进口丝锥,德国制造商常标志为ISO1 4H、ISO2 6H、ISO3 6G (国际标 准ISO1-3与国家标准H1-3是等同的),这样就把丝锥公差带代号及可加工的内螺纹公差 带都标上了。1.4螺纹的制式目前常见的普通螺纹有三种制式:公制,英制,统一制(也称美制)。公制是以毫米 为单位,齿形角60度的螺纹。例如:M8X1-6H表示直径8毫米的公制细牙螺纹,螺距1毫 米,6H的内螺纹公差带。英制是以英寸为单位,齿形
7、角55度的螺纹。例如:BSW 1/4-20表示直径1/4英寸, 粗牙螺距每英寸20牙,这种螺纹目前已很少使用。另统一制是以英寸为单位,齿形角60 度的螺纹。直径小于1 /4英寸,常用编号表示,由0号至12号分别表示0.06英寸至1/4英寸的直径规格。美国目前 主要使用的仍是统一制螺纹。1.5分类丝锥根据其形状分为:直槽丝锥、螺旋槽丝锥、内容屑丝锥、螺尖丝锥、挤压丝锥, 其性能各有所长。1.4.1直槽丝锥它通用性最强,通孔或不通孔、有色金属或黑色金属均可加工,价格也最便宜。但是 针对性也较差,什么都可做,什么都不是做得最好。切削锥部分可以有2、4、6牙,短锥 用于不通孔,长锥用于通孔。只要底孔足
8、够深,就应尽量选用切削锥长一些的,这样分担 切削负荷的齿多一些,使用寿命也长一些。1.4.2螺旋槽丝锥比较适合加工不通孔螺纹,加工时切屑向后排出。由于螺旋角的缘故,丝锥实际切削 前角会随螺旋角增大而加大。经验告诉我们:加工黑色金属的,螺旋角选的小一点,一般 在30度左右,保证螺旋齿的强度。加工有色金属的,螺旋角选的大一点,可在45度左右, 切削锋利一些。1.4.3内容屑丝锥内容屑丝锥是德国NORIS公司的专利产品。其显著特点是在头部开一个足够大的容屑 槽,采用特殊的设计以达到较高的加工质量。尤其在大螺纹加工方面优势显著。广泛应用 在风力发电、汽轮机、造船、矿山石油等行业。我国于“七五”期间开始
9、从西德NORIS公司引进内容屑丝锥M56M90。在哈尔滨汽轮 机厂、上海造船厂、大连造船厂、陕西柴油机厂等国有大型企业应用效果优良,取得良好 的经济效益。IMmm- rmwri图5内容屑丝锥1.4.4螺尖丝锥加工螺纹时切屑向前排出。它的芯部尺寸设计比较大,强度较好,可承受较大的切削 力。加工有色金属、不锈钢、黑色金属效果都很好,通孔螺纹应优先采用螺尖丝锥。1.4.5挤压丝锥比较适合加工有色金属,与上述切削丝锥工作原理不同,它是对金属进行挤压,使之 塑形变形,形成内螺纹的。挤压成形的内螺纹金属纤维是连续的,抗拉,抗剪强度教高, 加工的表面粗糙度也教好,不过挤压丝锥底孔要求较高:过大,基础金属量少
10、,造成内螺 纹小径过大,强度不够。过小,封闭挤压的金属无处可去,造成丝锥折断。计算式为:底 孔直径二内螺纹公称直径-0.5螺距。根据使用方法,常分为手用丝锥、机用丝锥、螺母丝锥(用于在螺母加工机床上切制 螺纹)、板牙丝锥(用于切制和校正板牙螺纹)、管螺纹丝锥和锥形螺纹丝锥。图7挤压丝锥2发展近年来,丝锥技术发展很快,丝锥的种类、材料及表面处理,都有很大进展。特别是高 效率专用设备的应用,使得丝锥的制造工艺及生产技木提高到一个新的水平。当前丝锥技术 的发展动向归纳起来可以说是“三个适应”,以下分别阐述。2.1适应一适应加工母机的发展,过去丝锥大多用在多轴加工机用攻丝。近年来,由于数控机床及 数控
11、加工中心的发展,又开始趋向于单轴加工。为了保证生产效率,就必须大大提高切削速 度。日本有两家机床制造厂已生产了数控螺纹加工中心(Tapping center),每月产量共约 1000台,分别向日本及美国销督。一般加工中心攻丝需加装攻丝夹头,补偿螺距进给量。而 数控螺纹加工中心设计的主轴转速与螺距进给量同步配合,不需加装攻丝夹头.而采用类似 磨头式的夹具,大大提高了攻丝精度。2.2适应二适应其他主要工业的发展。工具是为机械加工服务的。它必须围绕其他主要工业的发 展而发展。例如日本丝锥使用量的50%用于汽车工业。由于世界能源供应日趋紧张,汽车制 造趋向于轻质化,以减少能耗。汽车零件减少或者零件设计
12、尺寸减小,但强度不能降低,因此 铸铁抗拉强度不断提高,由原来使用FCD40铸铁发展到使用FCD70甚至FCD100铸铁,对丝锥 的强度提出了很高的要求。2.2 适应三适应先进技术的发展。近年来,由于工业自动化的大力发展,机器人广泛地应用于生产, 无人化车间日见增加。无人化车间对防火有严格的要求,一般不能使用易燃油类,丝锥的切 削液必须采用水溶性油剂,并且又必须保持高速攻丝的效率,这就不是一般丝锥所能胜任的 了。图8所示的中空型丝锥是一种新型的丝锥。切削锥及校准齿长度均为3牙左右,切削槽 长度也仅为6牙左右。由于槽形角设计得很大,迫使切屑向内排,而丝锥前面呈喇叭口,中间 是空心的,容屑空间很大,
13、这样就把切屑与已加工螺纹表面分隔开来,提高了内螺纹精度及表 面粗糙度.这种丝锥尺寸可以做得很大,精密度也比较高,常用于加工大型发动机、泵体、核 反应堆壳体等重要零件的螺孔,而这些螺孔的加工,往往要求刀具要有绝对成功的把握,否则 报废就会造成巨大的经济损失。除了整休式中空型丝锥外,直径较大的还设计成分离式(图 9);没有带方尾的柄部,在螺纹后面仅有一个很短套柄,使用时再套在接柄上。西德乃锐斯公 司设计的分离式中空型丝锥直径可达到400mm,攻丝材料抗拉强度可达110OMPa.图8、9前 锥或柄上的孔是通切削液的,可由外部供给。图8整体式中空型丝锥图9分离式中空型丝锥3选材与表面处理3.1选材决定
14、丝锥性能优劣的根本因素仍然是它的材料及热处理。15车前,日本OSG公司制造 丝锥的高速钢主要采用W系列,如SKH2(W18Cr4V)。后用采用MO系列材料,以提高丝锥的 韧性,牌号SKH51(W6Mo5Cr4V2),仅用两年改为SKH58,耐磨性差不多,承受切削能力SKH58大 得多。4车前又开始采用V系列材料,.牌号为SKH52、SHK53。同时又采用了耐高温的含Co 材料,牌号为SKH59。另外又发展了被称为EX(EXT,RA高质量)系列的高V新钢种,具有相当 于SKH53的耐磨性及SKH58的韧性;磨加工性比一般高帆钢好,淬火硬度高于KSKH53及 SKH58。EX系列的高速钢在欧洲均标
15、志为HSSE,用于高速切削,效率提高50%85%。当含V量达到了 5%时,只有采用粉末冶金制造的材料才能进行磨削加工。日本OSG公 司CPM丝锥就是用含V5%粉末冶金高速钢制造的.它适用于加工锻件、调质钢、高硬度刚 (HRC2045)材料,非常适宜高速化、无人化加工。还有一种被称为超硬合金材料制造的OTT丝锥,加工高强度铸铁、铸铝、铸铜、热硬性 树脂材料,效果非常好。在高精度自动车床上攻丝,寿命比高速钢丝锥提高50100倍,尺寸 精度极其稳定,长时间不用更换丝锥。3.2表面处理由于丝锥使用条件越来越苛刻,丝锥的表面处理就越来越为人所注意了。目前采用的方 法主要有以下三种。3.2.1高压蒸汽处理
16、这是一种氧化处理的方法。丝锥在500550C水蒸汽中加热3060分钟,表面生成一 层Fe3O4,厚度因处理的温度及时间长短而不同,范围有13mm,由于氧化膜的多孔性,切削液 能保持其间,攻丝时减小摩擦力,降低摩擦产生的热量,防止熔结,对易熔结的软、粘性材料 非常有效。3.2.2氮化处理一般采用氨气进行气体氮化法和用氰化盐溶液的液体氮化法,在丝锥表面生成无脆性、 硬度稳定、表面光滑的氮化层。这种表面处理可提高表面硬度、高温硬度和耐磨性。对于 难加工材料,丝锥易磨损的场合非常适用。3.2.3氮化钛(TiN)镀层采用PVD法(物理蒸镀)对丝锥进行镀层,温度在550C以下。把钛金属放入真空槽的坩 埚中
![丝锥的发展和应用,从志斌.docx_第1页](https://www.31ppt.com/fileroot1/2023-5/24/1f6bafff-e308-4542-93dc-cab4e211a5ee/1f6bafff-e308-4542-93dc-cab4e211a5ee1.gif)
![丝锥的发展和应用,从志斌.docx_第2页](https://www.31ppt.com/fileroot1/2023-5/24/1f6bafff-e308-4542-93dc-cab4e211a5ee/1f6bafff-e308-4542-93dc-cab4e211a5ee2.gif)
![丝锥的发展和应用,从志斌.docx_第3页](https://www.31ppt.com/fileroot1/2023-5/24/1f6bafff-e308-4542-93dc-cab4e211a5ee/1f6bafff-e308-4542-93dc-cab4e211a5ee3.gif)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 丝锥 发展 应用
![提示](https://www.31ppt.com/images/bang_tan.gif)
链接地址:https://www.31ppt.com/p-4934026.html