36、螺纹攻丝与涂层技术的研究进展

螺纹攻丝与涂层技术的研究进展

1. 螺纹攻丝中金属加工液供应的改进

在螺纹攻丝过程中，向有效工作区域供应金属加工液（MWF）对于提高工艺稳定性和刀具寿命至关重要。Sandvik公司获得了一项专利，其设计的攻丝工具能使冷却液从轴向冷却通道流出，并在分流元件处径向向外分流，为通孔和盲孔加工提供了合适的MWF供应。

基于该专利和DIN 4000 - 80标准，设计了用于改进冷却液供应的攻丝工具，并通过有限元分析（FEM）和计算流体动力学（CFD）模拟对工具进行了评估。

2. 实验设置

2.1 亚共晶Al - Si合金攻丝预实验

实验在卧式铣床（DMG - Mori NHX 9000）上进行，采用M6硬质合金攻丝工具，进给速度为1 mm/rev，切削速度为49 m/min。使用刚性夹紧卡盘以避免进给力效果的衰减。通过压电测力计测量进给力（Fz）和前后扭矩（Mz）。

典型的工艺力信号显示，在FCFP期间平均切削扭矩在0.7 - 1.2 Nm之间，推力的绝对值在400 - 500 N之间。根据这些测量信号进行离散化，以获得后续FEM模拟的推力和切削扭矩的加载情况。

攻丝操作采用内部MWF供应，并对流量进行了测量。使用内部供应直径为1 mm的攻丝工具，泵的压力调整到30 bar时，测量的流量信号平均值约为1.66 L/min。

此外，还进行了不同泵容量的加工测试，重点关注切屑形成过程以及切屑尺寸与流量的关系。收集加工过程中的切屑并进行显微镜分析。结果表明，不同流量或泵容量对切屑形成没有显著影响，无MWF供应时会出现螺旋 - 螺旋状切屑。