浅谈不锈钢攻丝技巧

尹世献

（河南平高集团有限公司，河南 平顶山 467000）

1 不锈钢的切削特性

1.1 加工硬化倾向大，高温强度高

由于不锈钢的塑性变形大，切削时晶格产生严重的错位使其强化，在切削热和应力作用下，使得组织发生金相转变，导致加工表面的强化、硬化，剪切滑移区的切应力增加，使总的切削力增加，从而使刀具磨损加剧。

1.2 导热率低

由于不锈钢材料的导热率低使切屑带走的热量少，切削点的温度高，刀具寿命短。

1.3 塑性高，切屑不易卷曲与折断

由于塑性高，韧性大，切削时切屑不易弯曲与折断，也不易排出，且易粘刀，影响已加工的表面品质，并且使刀具磨损加快。

1.4 线胀系数大

不锈钢在精加工时注意热膨胀与热变形对零件尺寸的形位精度的影响。

2 不锈钢攻丝的加工技巧

2.1 丝锥类型的合理选择

2.1.1 丝锥工具材料的选择。

目前用于制造丝锥的材料有高速钢和硬质合金等材料，硬质合金丝锥虽然具有硬度、耐磨性、耐热性与抗氧化性等优点，但由于攻丝加工过程是在相对封闭的恶劣环境下进行的，进而要求刀具材料要有一定的韧性和耐冲击性，综合考虑，选择含钴或铝超硬高速钢做不锈钢攻丝的丝锥是保证攻丝质量的前提。

采用高速钢材料为基体以保证丝锥的韧性，并在丝锥表面进行TiN涂层以增加丝锥的耐磨性，使用TiN涂层丝锥可有效减小切削扭矩，并使丝锥表面与不锈钢材料之间的摩擦力下降，TiN涂层还能有效抑制丝锥与不锈钢的亲和作用，明显阻止不锈钢和丝锥的粘接，防止不锈钢与丝锥之间熔焊，延长丝锥寿命。

新型丝锥在材料表面注入Co离子，高速钢表面组织和Co离子发生化合反应，形成金属化合物和弥散金属硬质相，该涂层没有TiN涂层的明显界面，所以硬质层与高速钢有极强的结合强度，提升丝锥表面的耐磨性，抗冲击性和耐腐蚀性。

2.1.2 丝锥结构的选用。

不锈钢攻丝过程对丝锥的磨损严重，普通丝锥使用寿命短，在生产过程中为保证螺纹质量，需要频繁更换新丝锥，生产成本与效益不能得到很好控制。笔者通过对更换下来的磨损丝锥进行观察，发现丝锥磨损位置都位于丝锥切削部分前几个牙型处。对此现象进行分析，总结为丝锥在切削时真正处于工作状态的只有切削部分前端牙型，丝锥切削部分其他的螺牙没有起到应有的作用。因而为提高丝锥整体的利用率，尽量减少丝锥切削部分单齿切削厚度是解决问题的关键。

针对问题关键点，进行不锈钢攻丝时应选取成组丝锥，这样就可将切削量分解到单个丝锥上。并可对原来的丝锥切削部分进行修磨，采用大切削长度，延长切削部分的长度，减少校准部分的长度，校准部分一般只用保留4～5扣螺纹长度即可，大切削长度可使更多的切削液流到丝锥切削部分周围，延长丝锥的使用寿命。

丝锥槽数主要影响丝锥容屑断屑、切屑刃数量和长度、丝锥强度等。攻不锈钢材料最好选用三槽丝锥，三槽丝锥在强度保证的前提下，有效减少攻丝扭矩。丝锥容屑槽采用螺旋结构相对于直槽更有利于断屑的排出，更好控制切屑流动方向。

不锈钢攻丝过程，丝锥的前角、后角与倒锥也应进行修磨。一般丝锥的前角γp=10°～15°之间，由于攻不锈钢丝时切削力大，为减少丝锥的磨损速度，丝锥前角在工具磨上进行刃磨，刃磨前角取γp=15°～20°之间。为降低后刀面与已加工面的摩擦力，应该增大后角，但如果后角过大，丝锥切削刃强度就会不足，容易在攻丝过程出现断齿现象，因此，攻不锈钢丝锥的后角应适度比校准丝锥的αp=6°～8°大些，一般取αp=8°～12°。为进一步减少攻不锈钢时的摩擦力，还可对将丝锥的校准部分磨成倒锥，倒锥量为0.01～0.03mm，即丝锥大径与中径向丝锥尾端逐渐缩小。

2.2 攻丝过程控制

2.2.1 螺纹底孔直径的选取

由于不锈钢的弹性和塑性变形都比普通碳素钢大，不锈钢攻丝的螺纹底孔比标准底孔直径相比应该稍微加大。这样既可以改善丝锥切削状况，又可以延长丝锥使用寿命。当螺纹的螺距小于1mm时，螺纹底孔直径=螺纹的公称直径-螺距；当螺纹的螺距大于1mm时，螺纹底孔直径=螺纹的公称直径-1.1×1.1螺距。

2.2.2 不锈钢攻丝的速度

不锈钢攻丝时的速度不宜过高，攻丝过程要注意勤退刀反转，根据经验机用丝锥攻不锈钢时的切削速度为（2～7）m/min。当螺距大于2mm时，切削速度应取较小值。

2.2.3 冷却润滑液的选取

不锈钢攻丝用的切削液既要有冷却的效果，又要保证对切削处进行润滑，抑制不锈钢对丝锥的粘结作用。攻不锈钢螺纹时，通常采用硫化油再添加CC1415%～20%,或白铅油和机械油及煤油稀释氯化石蜡等。若是少量的机修件时，在不具备上述润滑液的条件下，可以采用菜籽油进行不锈钢攻丝。

为了方便进行攻丝时丝锥的入孔，螺纹底孔的倒角要采用深且小角度的结构；为避免丝锥在启动过程折断，就要保证攻丝的主轴要与螺纹底孔保持垂直。这些不锈钢攻丝的细节性技巧都是在生产中不断的摸索总结出来的。

结语

以上是笔者在实际生产中对不锈钢攻丝的经验总结，概括起来不锈钢攻丝的解决方案应从攻丝工具和攻丝工艺这两个方向入手。针对不锈钢的切削特性，对工具和工艺这两个因素不断进行探索与调整，才能找到最合适的平衡点，提高不锈钢攻丝的生产效率和产品质量。

[1]刘乃谦.使用TiN涂层钻头钻削不锈钢体的研究[J].工具技术，1993.

[2]R·G·Paui.王锡民，译.不锈钢高速攻丝的改进设计[J].国外金属加工，1993.