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众所周知,用丝雄在塑性大和韧性高的工件材料中攻丝时,如图la所示,作用于螺纹齿侧面上的法向力N易使工件产生很大的挤压变形,因而摩擦加大,会使攻出的工件螺纹表面不光洁且易使丝锥损坏和卡死。为了克服上述的缺点,如图计所示,可采用刀齿作成交错排列的跳齿丝锥,也即将丝锥刃瓣上的刀齿每隔一个去掉一齿,这样丝锥与工件之间形成单面接触,摩擦减少,转矩下降,不但可提高螺孔的加工质量,而且可防止丝锥损坏和卡死。
工件
丝锥 a)普通丝锥
工件
丝维b)跳齿丝锥
图1作用在丝锥螺纹上的力
跳齿丝雄的主要缺点是,在各个刃瓣上刀齿所切除的切削层厚度均不相同,因而它们的磨损也不同。若丝锥的刃瓣数为Z,从切去刀齿的第一个刃瓣开始,沿其螺纹上升线算起,其刀齿切下的切削层厚度是其他各个刃瓣刀齿上切下切削层厚度的(Z-i)倍,式中i为刃瓣序号,这将对丝谁使用性能产生不利影响。为了提高丝谁的切削性能,如图2所示,可将丝维切削锥部分刀齿上的外径降低一个数值ei,其值为:
ei= (Z-i)P sinKr =(z-i)aZ
Z
式中 i──沿螺纹线从切去刀齿的第一个刃瓣开始的丝锥刃瓣序号; Z──丝锥刃瓣数; P──螺距; Kr──丝推切削锥部分的偏角; aZ──丝锥顶刃刀齿切除的切削层厚度。
图2 跳齿丝雄切削锥部分的展开图(Z=4)
若丝维的刃瓣数Z=4,根据上列公式计算可知:第三个刃瓣刀齿上减小量为e3=aZ,第二个刃瓣上刀齿的减小量 e2=2aZ,而在第一个刃瓣上刀齿的减小量则为 e1= 3aZ。这样,就能使各个刃瓣上刀齿所切除的切削层厚度都修正为2aZ(见图 3),从而减少了各个刃瓣上切削力的差值,故可提高被切螺纹的精度和丝锥的耐用度。必须指出,根据切削图形,上述结论可推广到具有任意刃瓣数目的丝锥上。上述切削锥部分刀齿外径修正后的跳齿丝锥,可用专用凸轮在磨削和铲磨螺纹工序中作出。图 4所示为供加工Z=4、 Kr=8°以及在1mm刃瓣宽度上切削锥部刀齿外径处铲削量为 0.1mm丝锥用的铲削凸轮。 图3 切削锥部分刀齿修正后的跳齿丝锥切削图形
图4 铲齿凸轮 R1和R2──凸轮降落段上最小和最大的廓形半径; K──降落量; Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为加工丝锥第一、第二和第三刃瓣上刀齿的凸轮工作区; Ⅳ──加工第四刃瓣上刀齿的凸轮工作区上述新型的跳齿丝锥适用于在低碳含金钢、不锈钢与钛合金等材料上攻丝,它不仅可使攻丝过程进行得更为平稳,提高被切螺纹的精度,而且能使丝雄的耐用度提高一倍左右。
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