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加工高硬度模具用UH-CT硬质合金丝锥 |
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| http://cn.newmaker.com
9/11/2008 2:08:00 PM
廖先富 译
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 近年来，用高硬度（HRC50以上）毛坯精加工模具的制造方法日益普及，采用高速钢丝锥已难以在高硬模具钢上加工出螺纹孔。为此，日本YAMAWA ENGINEERING公司开发了加工高硬度模具用的UH-CT型硬质合金丝锥，简介如下。
1．UH-CT硬质合金丝锥的特点
UH-CT硬质合金丝锥的主要特点列于表1。为使丝锥材质适应高硬度（HRC50～60）材料的加工要求，采用了与被加工材料有足够硬度差的硬质合金材料；在考虑抗折损性和抗崩刃性的前提下，采用了兼有合理硬度和韧性的超细颗粒硬质合金材料；为适应高硬度材料加工时较大的加工扭矩，采用了比常规柄部直径大1个规格的刀柄（强化刀柄）；为强化刀尖和提高耐磨性，在采用特殊沟槽和切削角度的同时，增加了沟槽数量以减小每齿切削量；为提高耐磨性和抗粘刀性能，采用了耐热性和化学稳定性优良的TiAlN表面涂层处理。采用上述优化设计的UH-CT丝锥的切削性能明显优于普通硬质合金丝锥。
表1 UH-CT硬质合金丝锥的特点
材质：考虑耐磨性和抗冲击性的前提下，采用超细颗粒硬质合金
形状：为提高刚性，采用无颈部的强化丝锥柄型
沟槽：为获得良好切屑和提高耐磨性，采用与此相匹配的沟槽数和沟槽形状
切削角度：为增加刚性和防止崩刃，采用特殊前角
精度：考虑到内螺纹的收缩性，采用适度加大尺寸
切入长度：考虑到稳定性和寿命，将切入部分长度限定在5牙
尖端直径：为确保实际切入长度，采用大的丝锥尖端直径
被加工材料硬度：HRC50～HRC63
推荐底孔直径：JIS 6H（推荐采用内径最大值）
加工铸铁用N-CT-FC硬质合金丝锥和UH-CT硬质合金丝锥加工SKD11钢模具（HRC60）螺纹孔时（加工条件：丝锥尺寸：M8×1.25；工件材料：SKD11（HRC60）；底孔直径：φ6.9mm；加工长度：16mm；使用机床：高刚性CNC攻丝机；切削速度：15m/min；切削液：非水溶性油（含极压添加剂）），刀具寿命对比结果表明：N-CT-FC丝锥加工8个孔后发生崩刃，达到使用寿命；UH-CT丝锥加工60个孔后既未折断也未崩刃，还可继续加工，加工60个孔时UH-CT丝锥切入部分未发现切削刃有明显损伤。虽然UH-CT丝锥刀尖强度较高，但仍存在因切削磨损加速而导致破损的危险，因此有必要设定一个安全的寿命标准。
2．UH-CT硬质合金丝锥使用注意事项
尽管UH-CT丝锥性能优良，但由于高硬模具钢的攻丝条件非常苛刻，为使攻丝加工顺利进行，必须注意以下事项：
（1）由于UH-CT丝锥不适合手工攻丝，因此最好使用振动小而又能选择合理进给量的机床（为实现稳定攻丝，建议使用具有完全同步进给功能的加工中心机床）。
（2）应使用刚性好的丝锥夹头和工件夹具。尤其是丝锥夹头，最好使用同步进给专用夹头和铣削夹具等。
（3）螺纹孔的底孔直径在允许范围内尽可能取最大值（推荐采用6H级最大内径）。UH-CT丝锥是根据推荐的底径来设计丝锥尖端直径，如底孔直径过小，丝锥尖端部位因切削负荷集中，有产生崩刃的可能。
（4）建议使用润滑性能优良的非水溶性润滑剂。
（5）切削速度因攻丝条件而异。根据被加工材料的硬度，推荐攻丝速度如下：材料硬度HRC50~55时：攻丝速度2～6m/min；材料硬度HRC56～60时：攻丝速度1～4m/min。
3．UH-CT硬质合金丝锥与精密攻丝机的组合
用UH-CT硬质合金丝锥加工高硬钢螺纹孔时，如丝锥与攻丝机组合不合理，会引起丝锥折断，导致模具报废或需要修复，给用户造成损失。YAMAWA公司销售的Microtap精密攻丝机具有防止丝锥折断的特殊功能，与UH-CT硬质合金丝锥组合使用非常有效。Microtap攻丝机具有实时检测自识别功能，一旦攻丝扭矩超过预先设定的最大控制扭矩，就会自动停机并反转退回。当因切屑咬入等原因导致瞬时攻丝扭矩增大时，只要预设的最大控制扭矩小于丝锥折断扭矩，即可避免丝锥折断。
用M8×1.25的UH-CT硬质合金丝锥加工SKD11（HRC60）模具钢螺纹孔时（加工条件：丝锥尺寸：M8×1.25；工件材料：SKD11（HRC60）；底孔直径：φ6.9mm；加工长度：16mm；使用机床：Microtap G16精密攻丝机；切削速度：2.5m/min；切削液：非水溶性油（含极压添加剂）），由测得的扭矩曲线可知，最大切削扭矩为1020Ncm，平均扭矩约为700Ncm，此时排出的切屑细碎，攻丝顺畅，无异常噪音。如发生切屑咬入的情况，攻丝扭矩则会大幅度上升。UH-CT丝锥的最大攻丝扭矩一般为1000Ncm，折断扭矩约为4500Ncm，如果将最大控制扭矩设定为2000Ncm左右，就能有效防止丝锥折断。UH-CT硬质合金丝锥与Microtap精密攻丝机的组合能快速、可靠地完成高硬度钢模具的攻丝加工。
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