[发明专利]一种钛合金零件小直径内螺纹盲孔的攻丝方法及丝锥

说明书

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种钛合金零件小直径内螺纹盲孔的攻丝方法及丝锥。

背景技术

钛合金材料具有较好的力学、化学、物理综合性能，质轻、密度约为4.54g/cm3，是钢的60%左右，但其比强度（强度/密度）是现代工程结构金属材料中最高的。钛合金材料中加入合金强化元素后，热稳定性很高,300oC～350oC条件下其强度约比铝合金高10倍。因而钛合金材料在各行业的应用愈来愈广。

钛合金攻螺纹，是钛合金切削加工中最困难的工序，尤其是小孔攻螺纹更加困难。主要表现为攻螺纹总扭矩大，约为45钢的2倍；丝锥刀齿过快磨损、崩刃，甚至被“咬死”而折断。攻丝时散热效果差，攻丝困难更大。一般通过选用性能好的刀具材料，改进丝锥刀齿后角、加大倒锥度，采取跳齿结构、采用修正齿丝锥等措施，但对小盲孔攻螺纹上述措施不适用。

钛合金材料攻丝的技术难点是：（1）钛合金材料的性能决定了攻丝过程散热及冷却效果差，丝锥耐用度低；（2）钛合金材料弹性模量小，屈强比（σS/σb）高，加工变形回弹量大，标准丝锥攻丝后螺纹中经尺寸偏小；（3）攻丝时孔壁挤压丝锥牙型面，攻丝扭矩大，丝锥受力难控制，导致丝锥易折断。

发明内容

本发明的目的是提供一种钛合金零件小直径内螺纹盲孔的攻丝方法及丝锥，解决目前针对钛合金零件小直径内螺纹盲孔攻丝存在的丝锥刀齿过快磨损、崩刃，甚至被“咬死”而折断的问题。

本发明的技术方案是，一种钛合金零件小直径内螺纹盲孔的攻丝方法及丝锥,包括钻头，其特殊之处在于：该钻头的直径差为0.01 mm。

上述钻头的直径取值范围是2.50mm～2.60mm。

上述钻头的直径是2.57mm。

上述丝锥的前角是的取值范围是4o～6o，丝锥后角取值范围是10o～12o；丝锥的刃瓣宽度，按国家标准M3的螺纹丝锥，选用3槽丝锥，其中，锥心取0.45d≈1.3mm，刃瓣宽度取0.4d≈1.3mm。

上述刃瓣宽度是0.35mm。

上述丝锥的中径尺寸比标准丝锥的中径尺寸小0.03mm～0.04mm。

上述丝锥的的切削锥的长度是该丝锥的螺距的6倍、3倍或1倍。

上述丝锥的中径尺寸比标准丝锥的中径尺寸大0.015mm。

本发明的优点：发明所提供的丝锥结构简单，易于实现，且操作方便，有效解决了目前针对钛合金零件小直径内螺纹盲孔攻丝存在的丝锥刀齿过快磨损、崩刃，甚至被“咬死”而折断的问题。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明应用零件结构示意图；

图2是图1中A部放大图；

图3是丝锥槽形结构示意图；

图4是丝锥截面形状放大图。

图中：1、螺纹底孔深度；2、螺纹有效深度；3、螺纹孔；4、螺纹孔与零件回转中心交点距零件左端理论尺寸；5、螺纹孔与零件回转中心理论夹角；6、零件回转中心基准轴线；7、刃瓣宽度 ；8、丝锥前角；9、改制后丝锥刃瓣宽度；10、增加辅后角；11、丝锥中径尺寸；12、丝锥切削锥长度；13、丝锥切削锥角度。

具体实施方式

本发明解决的问题实例情况分析，某产品管壳零件如图1和图2所示,螺纹底孔深度1不足6mm，螺纹孔3的直径Φ2.5mm,螺纹深度2要求不小于5mm，且与零件左端球面回转轴线空间理论夹角5为55o, 螺纹孔与零件回转中心交点距零件左端理论尺寸4为29 mm，6个螺纹孔在360o沿零件回转中心的球面分布。攻丝时螺纹底孔轴线难控制，易与零件回转中心基准轴线6形成夹角，反复攻丝产生喇叭口，攻丝更困难；螺纹底孔深度1不足6mm，攻丝螺纹深度2要不小于5mm，丝锥近乎无切削锥，攻丝切削条件极为苛刻,形成螺纹难度大。

本发明针对钛合金材料攻丝的技术难点以及图1所示的零件的结构工艺特性，通过切削对比试验，确定图1中的螺纹孔3的底孔直径，优化丝锥结构参数，对丝锥槽形中的丝锥刃瓣宽度7通过增加辅后角10改制丝锥刃瓣宽度9(见图2),并对丝锥前角8做适当调整；也对丝锥截形结构放大图3中的丝锥中径尺寸11、丝锥切削锥长度12、丝锥切削锥角度13做相应调整，再进一步细化攻丝过程，形成钛合金材料零件小直径螺纹盲孔有效的攻丝途径。

该途径具体如下：