36、螺纹攻丝与涂层刀具的性能研究

螺纹攻丝与涂层刀具的性能研究

1 螺纹攻丝的冷却液供应改进

在螺纹攻丝过程中，向有效工作区域供应金属加工液（MWF）对于提高加工稳定性和刀具寿命至关重要。Sandvik公司为此申请了一项专利，其设计的攻丝工具能让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。

基于该专利和相关标准，设计了用于改进冷却液供应的攻丝工具，并通过有限元法（FEM）和计算流体动力学（CFD）模拟对这些工具进行了评估。以下是不同MWF供应方式的示意图：
|供应方式|说明|
| ---- | ---- |
|内部径向供应|冷却液从径向方向供应到工作区域|
|内部轴向供应|冷却液沿轴向供应到工作区域|
|内部轴向及工具柄凹槽供应|结合轴向供应和工具柄上的凹槽进行供应|

2 实验设置

2.1 预实验

使用M6碳化钨攻丝工具在亚共晶铝硅合金上进行螺纹攻丝预实验。实验在卧式铣床（DMG - Mori NHX 9000）上进行，进给速度为1 mm/rev，切削速度为49 m/min。使用刚性夹紧卡盘避免进给力的阻尼效应，通过压电测力计测量进给力（Fz）和前后扭矩（Mz）。

典型的过程力信号显示，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处理，为后续的FEM模拟获取推力和切削扭矩的加载情况。

此外，还对内部MWF供应的流量进行了测量。将内部供应直径为1 mm的攻丝工具夹在卡盘中，泵的调整压力可达30 bar，测得的平均流量信号约为1.66 L/min。同时