更长寿命的丝锥

一直以来，内螺纹加工的主要刀具都是丝锥。但近年来螺纹的挤压成形工艺技术也越来越多地受到了人们的关注——因为螺纹的挤压加工有着比切削螺纹更加明显的优势和好处。而利用丝锥攻丝时产生的切屑会破坏已经加工好的螺纹表面、损坏丝锥、严重时甚至会导致攻丝机停止工作。

在 Emco Hyperturm 200 型车床中加工注塑机注射杆螺纹。

与切削加工螺纹的技术相比较，螺纹的挤压成形技术具有更高的工艺可靠性，挤压成形使得丝锥抗折断的性能更好、使用寿命更长；在挤压成形的过程中不仅使得螺纹中径部分和螺纹牙底更加密实，而且也提高了牙形的表面粗糙度以及螺纹牙形的承受动态载荷的能力；最后，螺纹的挤压成形工艺技术还可以加工出深度更深的螺纹。

M24至M36的螺纹也可以挤压加工了

位于奥地利月亮湖畔的KarlBerger数控机床有限责任公司对螺纹挤压加工的优点和好处了解得非常清楚。十几年前，这家公司就利用挤压成形技术来生产制造直径至M20的螺纹。“我们生产加工的零件大多数都带有螺纹，”公司老板KarlBerger先生在介绍公司的生产加工情况时说道，“所有零件的螺纹都是利用攻丝、铣削螺纹和挤压成形技术来加工的。”

五年前，当刀具专家Emuge-Franken公司在市场上推出了第一批加工M20以上螺纹的挤压成形丝锥时立刻引起了Berger公司的注意，但Berger公司希望能够进一步扩大螺纹挤压成形加工技术的应用范围：在保留挤压成形加工技术所有优点的同时将挤压成形加工的应用范围扩大到M24至M36的螺纹。“我们希望通过采用挤压成形技术能够提高螺纹加工的工艺过程可靠性，提高螺纹加工质量，降低螺纹加工刀具的成本费用。”Berger先生说道。

Berger先生进一步举例说：“过去，我们加工200个至240个某种零件后丝锥就不能用了。攻丝后的切屑卷绕成卷，还容易使丝锥折断。而现在，我们采用的挤压成形丝锥可以加工370个至400个这样的零件。”

过去，在加工高强度零件的螺纹时往往要分几次才能完成螺纹加工，有时还必须使用润滑油。“今天就省事多了，挤压成形丝锥甚至可以直接加工到螺纹孔的孔底，”Berger先生说，“挤压成形工艺技术加工的螺纹深度通常要比切削加工的螺纹深度更深，因为限制挤压形工艺技术加工螺纹深度的因素只有两个：冷却润滑和刀具长度。”

Emuge-Frenken公司与Berger公司两家企业在经历了几代人的合作之后才有了现在这样的成果。Emuge-Frenken公司的应用技术工程师ReinhardMeier先生表示：“从现在起，Berger公司的职工不再需要其他螺纹加工刀具了，只使用挤压成形丝锥。因为这种挤压成形丝锥即可用于盲孔也可以用于通孔的螺纹加工。”

Emuge-Frenken公司最近推出的InnoFormSteel-M系列挤压成形丝锥使得Berger公司的螺纹加工又有了新的突破。注塑机液压缸的螺纹加工就凸显了这种新型挤压成形丝锥的成效：在45号钢材的液压缸体中可以完成400个螺纹的挤压成形加工，而使用原来的InnoForm2-H系列挤压成形丝锥则只能加工305个螺纹——效率提高了30%以上。

新型FormSteel-M系列挤压成形丝锥可以加工材料强度最大为600至1400N/mm2的钢材。“与市场中传统的挤压成形丝锥相比较，新型丝锥的齿型进行了优化，有11排挤压齿，再加上的TiN涂层和HSSE-PM材料，这些都延长了挤压成形丝锥的使用寿命，提高了螺纹加工工艺过程的可靠性。”Emuge-Frenken公司的销售服务人员HansJürgenDonauer先生说道。

InnoFormSteel-M系列挤压成形丝锥的挤压齿型在喷涂了TiN氮化钛涂层之后还经过了特殊的表面处理，这样不仅减少了挤压成形过程中的摩擦和扭矩，而且还提高了挤压成形丝锥的使用寿命。“为加工螺纹深度3倍于直径的通孔和盲孔而专门设计的InnoFormSteel-M系列的挤压成形丝锥有C型和E型两种结构形式的切入部，制造公差为6HX，带有径向的润滑油孔。该系列挤压成形丝锥能够加工的内螺纹包括M3至M36的标准粗牙螺纹和M8至M36的标准细牙螺纹。”Donauer先生继续说道。

寿命提升三倍

今天，Berger公司使用InnoFormSteel-M挤压成形丝锥的成效如何呢？某型号建筑机械42CrMo4材料的一根驱动轴的生产加工就给出了最好的答案。作为一种周期性重复生产的产品，这种驱动轴每一批次的产量在20支至60支之间。在多道工序的生产加工中，三年来Berger公司加工M36螺纹的挤压成形丝锥的使用寿命几乎翻了两番。

加工使用之前的挤压成形丝锥。

在开始的时候，Berger公司利用一支6排挤压齿的InnoForm2-H型挤压成形丝锥，一次完成468个螺纹孔的加工。后来，利用7排挤压齿的InnoForm2-H挤压丝锥一次就可以加工780个螺纹孔。在Berger公司引进了有着8排挤压齿的挤压成形丝锥之后，一支挤压成形丝锥就可以完成1,376个螺纹孔的螺纹加工了，而InnoFormSteel-M挤压成形丝锥则能够完成1,920个螺纹孔的加工。“挤压成形丝锥提高了螺纹加工的生产速度、将螺纹加工时间缩短五分钟，然而，这些对我们都不是至关重要的，最重要的是InnoFormSteel-M丝锥确保了具有高附加值产品螺纹加工工艺过程的可靠性，实现了很高的螺纹加工质量和螺纹加工刀具更长的使用寿命。”Berger先生强调说。

要在注塑机中 45 号钢材制造的液压缸中加工标准的 M36 螺纹。

在使用挤压成形丝锥时必须使用润滑剂，螺纹底孔的位置必须非常准确，底孔直径也必须钻得更大一些。由于InnoFormSteel-M系列挤压成形丝锥有着全新的牙形和表面粗糙度，因此所需要的攻丝扭矩比过去的丝锥更低、省去了使用安全保护的过载离合器。当Berger公司在大直径螺纹加工中成功使用了InnoFormSteel-M系列的挤压成形丝锥之后，他们也开始尝试在小直径螺纹加工中使用挤压成形丝锥。现在，InnoFormSteel-M系列的挤压成形丝锥可以加工的螺纹直径范围扩展到了M4至M36。

“市场中的许多成功实例都充分说明这种螺纹加工刀具的使用寿命可以延长30%左右。”Meier先生强调说道。但Berger公司并没有在已取得的成绩面前停滞不前，他们对Emco五轴车铣加工中心的新尝试有着无限的期待：挤压成形丝锥与Emuge公司的Softsynchro刀架配套使用会不会进一步的延长螺纹加工刀具的使用寿命呢？这个未来值得想象。

本文译自德国WerkstattundBetrieb杂志

作者：MichaelHobohm