與大部分車削、銑削和鉆削刀具不同,攻絲機(jī)絲錐的切削刃比較薄弱,其整體強(qiáng)度也較低。即使在加工相對較易切削的工件材料(如鋼)時,硬質(zhì)合金絲錐的切削刃也容易發(fā)生崩刃,導(dǎo)致刀具失效。
在對低碳鋼進(jìn)行攻絲時,連續(xù)的長切屑可能會堵塞絲錐的容屑槽,從而限制了硬質(zhì)合金絲錐應(yīng)用于一些甚至比鋼更容易攻絲的工件材料(如鋁和鑄鐵)。鋼和其他鐵族材料是最常見的需要加工裝配用螺孔的材料,因此,刀具制造商正在不遺余力地開發(fā)能防止切削刃崩刃和破損的絲錐。鑒于硬質(zhì)合金與高速鋼相比具有先天性能優(yōu)勢,因此硬質(zhì)合金絲錐已成為開發(fā)重點。
內(nèi)螺紋的尺寸精度決定了螺紋裝配的精度和適配性。加工內(nèi)螺紋時,絲錐通常由鉆床或裝有柔性攻絲機(jī)頭的非同步機(jī)床驅(qū)動,柔性攻絲頭可以帶動絲錐旋轉(zhuǎn),并以接近于所要求的內(nèi)螺紋導(dǎo)程的速率進(jìn)給。這些老式機(jī)床在攻絲時難以精確地協(xié)調(diào)進(jìn)給與旋轉(zhuǎn)運動,而這種協(xié)同性是螺紋加工的必要條件。因此,必須使用柔性攻絲頭以控制誤差范圍。攻絲時,柔性攻絲頭會使絲錐產(chǎn)生徑向跳動,限制了螺紋精度的提高。這些因素導(dǎo)致加工剛性較低和絲錐載荷不均勻。
硬質(zhì)合金絲錐的成功應(yīng)用取決于刀具的夾持剛度和進(jìn)給的控制精度。對于大多數(shù)加工方式來說,這些加工條件是理所當(dāng)然的。但是對于攻絲來說,這些條件才剛剛變?yōu)楝F(xiàn)實。
近年來,機(jī)床控制技術(shù)不斷進(jìn)步,已能實現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)動與進(jìn)給的同步控制,從而可以無需再使用柔性攻絲頭。此外,使用熱裝式和液壓式刀具夾頭可以提高刀具的夾持剛性,徑向跳動誤差也比使用柔性攻絲頭時大幅降低。這些刀具夾頭旋轉(zhuǎn)時的同心度在3μm以內(nèi)。盡管精密套筒式大夾持力高精度(TGHP)夾頭的性能稍遜于熱裝式和液壓式刀具夾頭,但應(yīng)用于攻絲加工時也十分有效。