一、機(jī)床絲錐斷裂的原因

　　1.機(jī)床絲錐品質(zhì)不好

　　主要材料，數(shù)控刀具設(shè)計(jì)，熱處理情況，加工精度，涂層質(zhì)量等等。例如，絲錐截面過渡處尺寸差別太大或沒有設(shè)計(jì)過渡圓角導(dǎo)致應(yīng)力集中，使用時(shí)易在應(yīng)力集中處發(fā)生斷裂。

　柄、刃交界處的截面過渡處離焊口距離太近，導(dǎo)致復(fù)雜的焊接應(yīng)力與截面過渡處的應(yīng)力集中相迭加，產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，導(dǎo)致絲錐在使用中斷裂。例如，熱處理工藝不當(dāng)。絲錐熱處理時(shí)，若淬火加熱前不經(jīng)預(yù)熱、淬火過熱或過燒、不及時(shí)回火及清洗過早都有可能導(dǎo)致絲錐產(chǎn)生裂紋。金屬加工在線專家認(rèn)為很大程度上這也是國內(nèi)絲錐整體性能不如進(jìn)口絲錐的重要原因。

　　2.機(jī)床絲錐選擇不當(dāng)

　　對(duì)硬度太大的攻件應(yīng)該選用高品質(zhì)機(jī)床絲錐，如含鈷高速鋼絲錐、硬質(zhì)合金絲錐、涂層絲錐等。此外，不同的絲錐設(shè)計(jì)應(yīng)用在不同的工作場(chǎng)合。例如，機(jī)床絲錐的排屑槽頭數(shù)、大小、角度等等對(duì)排屑性能都有影響

　　3.機(jī)床絲錐與加工的材料不匹配

　　這個(gè)問題近幾年越來越受到重視，以前國內(nèi)廠家總覺得進(jìn)口的好，貴的好，其實(shí)是適合的好。隨著新材料的不斷增加和難加工，為了適應(yīng)這種需要，刀具材料的品種也在不斷地增加。這就需要在攻絲前，選擇好合適的絲錐產(chǎn)品。

　　4.底孔孔徑偏小

　　例如，加工黑色金屬材料M5×0.5螺紋時(shí)，用切削機(jī)床絲錐應(yīng)該用選擇直徑4.5mm鉆頭打底孔，如果誤用了4.2mm鉆頭來打底孔，攻絲時(shí)絲錐所需切削的部分必然增大，進(jìn)而使絲錐折斷。金屬加工雜志編輯建議根據(jù)絲錐的種類及攻件材質(zhì)的不同選擇正確的底孔直徑，如果沒有完全符合的鉆頭可以選擇大一級(jí)的。

　　5.攻件材質(zhì)問題：

　　攻件材質(zhì)不純，局部有過硬點(diǎn)或氣孔，導(dǎo)致絲錐瞬間失去平衡而折斷。

　　6.機(jī)床沒有達(dá)到絲錐的精度要求

　　機(jī)床和夾持體也是非常重要的，尤其對(duì)于高品質(zhì)的絲錐，只要一定精度的機(jī)床和夾持體才能發(fā)揮出絲錐的性能。常見的就是同心度不夠。攻絲開始時(shí)，絲錐起步定位不正確，即主軸軸線與底孔的中心線不同心，在攻絲過程中扭矩過大，這是絲錐折斷的主要原因。

　　7.切削液，潤(rùn)滑油品質(zhì)不好

　　這點(diǎn)國內(nèi)的許多企業(yè)都開始關(guān)注起來，許多采購了國外刀具和機(jī)床的公司有非常深刻的體會(huì)，切削液，潤(rùn)滑油品質(zhì)出現(xiàn)問題，加工出的產(chǎn)品質(zhì)量很容易出現(xiàn)毛刺等不良情況，同時(shí)壽命也會(huì)有很大的降低。

　　8.切削速度與進(jìn)給量不合理

　　當(dāng)加工出現(xiàn)問題時(shí)，國內(nèi)大部分用戶是降低切削速度和減小進(jìn)給量，這樣絲錐的推進(jìn)力度降低，其生產(chǎn)的螺紋精度因此被大幅度降低，這樣加大了螺紋表面的粗糙度，螺紋孔徑和螺紋精度都無從控制，毛刺等問題當(dāng)然更不可避免。但是，給進(jìn)速度太快，導(dǎo)致的扭力過大也容易導(dǎo)致絲錐折斷。機(jī)攻時(shí)的切削速度，一般鋼料為6-15m/min；調(diào)質(zhì)鋼或較硬的鋼料為5-10m/min；不銹鋼為2-7m/min；鑄鐵為8-10m/min。在同樣材料時(shí)，絲錐直徑小取較高值，絲錐直徑大取較低值。

　9.操作人員技術(shù)與技能沒有達(dá)到要求：

　　以上的這些問題，都需要操作人員做出判斷或向技術(shù)人員反饋，但目前國內(nèi)絕大部分操作人員重視不夠。例如，加工盲孔螺紋時(shí)，當(dāng)絲錐即將接觸孔底的瞬間，操作者并未意識(shí)到，仍按未到孔底時(shí)的攻絲速度給進(jìn)，或排屑不暢時(shí)強(qiáng)行給進(jìn)導(dǎo)致絲錐折斷。金屬加工雜志建議操作人員加強(qiáng)責(zé)任心。

　　由上可見，造成絲錐斷裂的原因可謂多種多樣，機(jī)床、夾具、工件、工藝、夾頭及刀具等等都有可能，僅憑紙上談兵也許永遠(yuǎn)都找不到真正原因。做為一個(gè)合格的負(fù)責(zé)的刀具應(yīng)用工程師，最重要的是深入現(xiàn)場(chǎng)，更多數(shù)控編程知識(shí)關(guān)注微信公眾號(hào)（數(shù)控編程教學(xué)）領(lǐng)取教程，而不是僅憑想象。舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子，假如絲錐切削錐長(zhǎng)度太長(zhǎng)，攻絲時(shí)撞至底孔底部而斷裂，如果你不深入現(xiàn)場(chǎng)，僅憑猜測(cè)絲錐性能、工件材料、加工工藝等等等等如何獲知。

　　我剛開始的時(shí)候作夢(mèng)都不能想到，但確實(shí)有客戶出現(xiàn)過此等你可能會(huì)認(rèn)為極為低級(jí)的問題，但你不得不面對(duì)。

　　實(shí)際上，不論傳統(tǒng)的攻絲設(shè)備還是昂貴的CNC設(shè)備在原理上都不能很好的解決上述問題。因?yàn)闄C(jī)器無法識(shí)別絲錐工作狀況和所需的最適當(dāng)扭力，只會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的參數(shù)不斷重復(fù)加工。只有在最后用螺紋規(guī)檢測(cè)被加工的部件時(shí)才會(huì)發(fā)現(xiàn)不合格，而此刻發(fā)現(xiàn)已經(jīng)為時(shí)太晚。

　　即便發(fā)現(xiàn)了也沒用，該報(bào)廢的再昂貴的零部件也只好報(bào)廢，不合格的產(chǎn)品也不得不打入次品扔掉。因此，在大型企業(yè)對(duì)于大型、昂貴、精密的工件加工，即便是花高價(jià)錢用進(jìn)口的絲錐也不用國產(chǎn)的，因?yàn)橐坏┙z錐斷裂，工件報(bào)廢，付出的代價(jià)是相當(dāng)大的。因此，國內(nèi)品牌尚需在技術(shù)上更精進(jìn)。

　二、鈦合金的車削

　　鈦合金的熱導(dǎo)性很差，加上切屑與刀具接觸長(zhǎng)度很短，不利于切削熱的導(dǎo)出，以致切削刃區(qū)溫度高，約比切削45鋼高一倍以上。另外，刀具磨損也很嚴(yán)重，一方面鈦合金與刀具材料的化學(xué)親和性強(qiáng)，容易和刀具材料中的Ti、Co、C等元素粘結(jié)，高溫下加重了粘結(jié)磨損；另一方面鈦合金很容易與空氣中的氧和氮化合形成硬而脆的表層，使刀具磨損加劇。此外，由于切屑與刀具前刀面的接觸長(zhǎng)度只有切削鋼時(shí)的1/3~1/4，造成切削力集中在切削刃附近，刀具容易崩刃。因此切削鈦合金的刀具材料，如采用高速鋼，宜采用含鈷、鋁或高釩高速鋼。金屬加工在線為提高生產(chǎn)效率，應(yīng)盡可能使用硬質(zhì)合金刀具，但應(yīng)選擇與鈦合金親和力小、熱導(dǎo)性能良好的高強(qiáng)度細(xì)晶粒鎢鈷類硬質(zhì)合金，如表1所示：

　　表1車削鈦合金的刀具材料選擇

　為提高切削刃強(qiáng)度和散熱能力，宜選用較小的前角和刃傾角。由于鈦合金切削時(shí)已加工表面彈性恢復(fù)大，故后角應(yīng)取較大值。刀尖應(yīng)采用圓弧過渡刃，切削刃不許有毛刺、微小缺口或裂紋等缺陷，刀面的粗糙度應(yīng)在Ra0.2μm以內(nèi)，以保證排屑流暢和避免崩刃。車削鈦合金的刀具幾何參數(shù)如表2所示：

　　表2車削鈦合金的刀具幾何參數(shù)選擇

車削鈦合金的速度不宜過高，背吃刀量可以較大，進(jìn)給量應(yīng)當(dāng)適當(dāng)。進(jìn)給量過大，會(huì)引起切削刃燒損；進(jìn)給量過小，則導(dǎo)致切削刃在加工硬化層時(shí)磨損過快。車削鈦合金時(shí)，可采用防銹乳化液或極壓乳化液冷卻潤(rùn)滑。車削鈦合金的切削用量選擇如表3所示：

　　表3車削鈦合金的切削用量選擇

　注：本表使用條件：刀具材料YG8，工件材料TC4，刀具幾何角度前角=5°，后角=10°，主偏角=75°，副偏角=15°，刀尖半徑=0.5mm，切削深度=1mm，干式切削。若使用切削液，表中切削速度可適當(dāng)提高。