挤压丝锥工艺

1挤压成形的螺纹2螺纹制造切削丝锥例如PARADURNC型挤压丝锥例如PROTODYNC型螺纹铣刀例如整体硬质合金螺纹铣刀板牙例如PROTOCUTMS3课题内挤压成形的螺纹工艺与技术刀具优势与局限性预钻孔直径对成形与扭矩的影响冷却与润滑经济性概括4工艺是一种冷成形加工法，用于无切屑加工内螺纹。通过材料挤压使其产生流变，从而制造出压缩致密的螺纹齿型，因此无须通常所需的容屑槽。5工件刀具工艺6纤维方向–齿面硬化切削螺纹成形螺纹成形螺纹的齿面硬化度增强，确保在静态应力特别在动态应力下具有较高的抗切断强度。7挤压成形的螺纹–材料成形的梯度8挤压丝锥刀具具有闭合式多角型面，稳定性很高开式槽型降低了刀具的稳定性切削丝锥刀具比较–挤压丝锥和切削丝锥9例如:5五个多角刀具尺寸:PROTODYNSM6多角数:5行程:0.20mm一个多角的展开0,200,150,100,050036°72°旋转方向行程(mm)比例100:1挤压丝锥-多角形10挤压丝锥–多角形多角型面对挤压丝锥的耐用度有很大的影响。目录挤压丝锥可提供两种不同的多角型面。用于软质和润滑材料例如PROTODYNLM、PROTODYNINOX用于普通材料例如PROTODYN、PROTODYNS多角形转矩粘附物圆⇑⇑尖⇓⇓槽数转矩⇓⇓⇑⇑小大11DIN371PROTODYNSDIN376DIN376PROTODYNDIN371基本类型12挤压丝锥品种PROTODYND型3.5-5.5头通孔螺纹E型1.5-2头盲孔螺纹PROTODYNPROTODYNPROTODYNPROODYNSPROTODYNSTPROTODYNECO-HTPROTODYNSECO-HTPROTODYNCAPPROTODYNSSYNCHROSPEEDPROTODYNSECO-INOXPROTODYNLMC型2-3.5头盲孔螺纹+通孔螺纹13导入锥体型预钻孔直径用于挤压丝锥d3l4有整尖端的导入锥体预钻孔直径用于挤压丝锥d3l4型C,D1,0P最大型E0.5P最大45°最大无整尖端的导入锥体导入锥体长度l4头数CDE型2至3.53.5至5.51.5至214d1=公称直径d2=刀柄直径l2=螺纹长度l3=螺纹长度+轴颈长度k..=方头尺寸l1=总长度l4=方头长度导向件d1l2l3l1l4d2导入锥体润滑槽轴颈刀柄方头图例15挤压丝锥的优势无切屑深螺纹，标准型至4xd，特殊型可更深表面质量比切削螺纹更好在静态负荷下抗拉断强度大约提高20%，在动态负荷下耐久性增加一倍以上由于刀具很稳定，加工安全性最高挤压丝锥的使用寿命明显高于切削丝锥，尤其对于螺距≤1.5mm挤压丝锥可普遍应用于多种材料:工业中所有加工材料约有65%可用挤压丝锥成形:可加工至1200N/mm²的钢、不锈耐酸钢、铜和铜合金、铝和至12％硅的铝合金。并可有限制地用于钛和钛合金(=需要特殊几何形状与涂层)。前提:断裂延伸率≥7%16注意扭矩稍高于切削在一定的情况下必须调整卡盘的扭矩，使其协调。检查机床的主轴扭矩和驱动功率。螺纹芯和螺纹入口仍未完全成形。在清洁或螺钉自动旋入时可能会导致问题。成形螺纹牙型的螺纹工作深度约为已切削螺纹的80%，然而将通过较高的抗拉断强度重新得以补偿。17局限性仅适用于断裂延伸率≥7%的材料最大可能螺距为3mm(螺距≤1.5mm是特别经济的主要范围)润滑与冷却不充足：-≤900N/mm²钢材乳化液5至10%-铝合金和铜合金乳化液5至10%-不锈钢切削油(Protofluid)带特殊的ECO-INOX-几何形状乳化液5至10%-900N/mm²钢材切削油(Protofluid)-铬钢、韧性材料切削油(Protofluid/Hardcut)必须严格按照预钻孔直径(见目录/CCS)选择的预钻孔直径必须大于螺纹切削的预钻孔直径预钻孔直径=螺纹尺寸–(0,45x螺距)18材料的先决条件材料的先决条件断裂延伸率7%抗拉强度Rm1200N/mm2典型的材料软质钢材不锈钢铜合金铝合金局限性断裂延伸率变形抗拉强度磨损脆性材料灰铸铁GGMs58PbAZ91(镁合金)硅含量12%19152025Steelsupto700N/mm²WroughtAlalloys适用的材料范围极为广泛，经济实用0100200300400500600700800900100011001200130014005101520253035404550抗拉强度Rm[N/mm2]断裂延伸率A5[%]最小断裂延伸率约7%钢至700N/mm²铝硅合金至12%硅铝塑性合金钢至1000N/mm²钢至1300N/mm²不锈优质钢镍合金20已成形螺纹的质量牙型角偏差位于刀具允差公差范围之内(±25‘)角上的齿面绝对直。不会出现鼓形。螺纹牙顶的外表(型芯形成)在很大程度上取决于须成形材料，即取决于其强度、韧度和延伸性。尺寸精确性与量规允差符合性同样符合刀具制造公差。21成形螺纹的型芯形成X10CrNiMoTi18101.4571倒圆凹处缓斜铝1.2312沟槽,深度不大型芯几乎扁平Inconel718沟槽深St3722挤压成形的螺纹的预钻孔直径预钻孔直径23刀具标识PROTOTYP刀具上均附加标明预钻孔直径的平均尺寸。这一标记位于刀柄上,以方便用户选择正确的底孔直径。例如:用于M12-6H=11.21mm用于M12-6G=11.27mm预钻孔直径/计算公式6HTol.=螺纹尺寸-0,45xP6GTol.=螺纹尺寸-0,42xP24底孔直径M1M1,2M1,4M1,6M1,8M2M2,2M2,3M2,5M2,6M3M3,5M4M5M60,88±0,011,08±0,011,26±0,011,45±0,021,65±0,021,82±0,022,0±0,022,1±0,022,3±0,022,4±0,022,8±0,033,25±0,033,7±0,034,65±0,035,55±0,05标称量mm预钻孔Ømm挤压丝锥M1M1,2M1,4M1,6M1,8M2M2,2M2,3M2,5M2,6M3M3,5M4M5M60,750,951,11,251,451,61,751,852,052,152,52,93,34,25标称量mm预钻孔Ømm切削丝锥米制ISO-普通螺纹25挤压成形的螺纹的形状取决于预钻孔直径预钻孔直径太大符合要求太小公差(DIN13第50部分)制成的螺纹小径最小最大预钻孔直径15.3mm螺纹小径14.51mm预钻孔直径15.34mm螺纹小径14.62mm预钻孔直径15.22mm螺纹小径14.37mm例如:M14x1,5-6H用于42CrMo4,1.100N/mm²26对螺纹小径的影响42CrMo4,1100N/mm2,M16x1,5-6HX15,2214,3715,2514,4315,314,5115,3414,6213,81414,214,414,614,81515,215,4钻孔直径型芯直径直径[mm]底孔直径对螺纹小径的影响:如果钻出的底孔直径增大0.04mm，螺纹小径(成形后)则增大0.08mm。变化=~倍率227螺纹小径符合DIN13第50部分挤压成形的螺纹的许可螺纹小径较大。1999年11月的DIN13-50标准中已规定了挤压成形螺纹的许可螺纹小径。4.9175.1534.9175.2174.754.84.854.94.9555.055.15.155.25.25切削螺纹挤压螺纹最小最大举例:M6-6H(X)28规定优先用于挤压成形的内螺纹公差范围组合挤压成形的内螺纹公差范围组合规定如下:螺距螺纹小径公差6H7H1,02363001,252653351,53003751,75335425螺纹中径6H螺纹小径7H挤压成形的螺纹小径的公差范围延伸了螺纹小径符合DIN13标准第50部分29对成形的建议(预钻孔直径)尤其在大量制造时对预钻孔直径进行优化:尽可能大，按照需要尽可能小。对于加工60°牙型角螺纹，用下列公式计算出最大可能预钻孔直径的近似值:预钻孔直径最大=螺纹尺寸-0,4x螺距通过对已成形螺纹的测量对其进行检验！举例M6:预钻孔直径=6mm-(0,4x1mm)=5.60mm上述数值通常刚好可行，然而在某些情况下可能会太大。因此应检验！30概括(预钻孔直径)使成形过程简易化减低扭矩提高耐用度目标是符合DIN13标准第50部分并符合量规允差的螺纹一个优化预钻孔直径的成形过程:31预钻孔直径与扭矩预钻孔直径D≥螺纹尺寸-0,45*螺距预钻孔32预钻孔直径对扭矩的影响0123456预钻孔直径[mm]扭矩[Nm]挤压丝锥TIN,M6-6HX用于C45,5%乳化液5,605,585,5633材料对扭矩的影响0123456789材料扭矩[Nm]C4542CrMo41.4301挤压丝锥TIN,M6-6HX,乳化液5%34螺纹公差对扭矩的影响012345678公差范围扭矩[Nm]6HX6GX7GX挤压丝锥TIN,M6-6HX,乳化液5%35无润滑槽润滑油膜薄对较深的螺纹可能会有问题有润滑槽润滑均匀在深螺纹的下部范围也能均匀润滑受限制板材贯穿螺纹至1,5xd万能型适用于所有超过3xd的通孔+盲孔螺纹润滑36润滑不充足润滑与表面质量鳞片状表面润滑良好光滑的表面37鳞片状表面齿形成形过度润滑:乳化液不充足光滑的表面齿形敞开润滑:最小量冷却润滑油润滑和表面质量38用于成形的建议(冷却和润滑)可用油、最小量润滑或用优质乳化液(5-10%)对不锈钢进行成形加工。乳化液仅可与PROTODYNECO-INOX几何形状一同使用。对容易形成粘附物的材料，例如软质铝或铝硅合金，可通过采用充足的乳化液或油来减低或避免粘附物。39冷却剂/润滑剂建筑钢碳素钢钢/合金钢/合金,调质不锈钢与耐酸钢不锈钢与耐酸钢钛/钛合金镍/镍合金铜铝材料强度N/mm2350-700350-850500-850850-1200400-1000400-1200400-1200400-1200250-700300-600冷却剂/润滑剂乳化液成形油/切削油乳化液:混合比例可从5%起。至20％的较高浓度可明显提高效率。成形油/切削油:我们建议采用我们的环保型PROTOFLUID。对于极高的加工要求(例如:≥1000N/mm2的钢材或不锈钢和耐酸钢)，我们也建议采用我们切削油Hangsterfer的Hardcut。40加工30%润滑16%机器故障7%更换刀具25%其它19%刀具成本3%成本比例图通过挤压成形的螺纹降低成本的途径⇒成形速度高于常规攻丝-50%⇒用最小量润滑MMS进行挤压成形的螺纹-50%⇒刀具极为稳固⇒操作安全性高-30%⇒减少工具更换次数⇒普遍通用(盲孔+通孔)⇒耐用度长-15%⇒减少不同刀具数量⇒一把刀具用于盲孔+通孔⇒工具室变小⇒减少订货(耐用度!)⇒无须处理切屑-50%4105001000150020002500螺纹数材料:42CrMo4盲孔M6,12深冷却润滑剂:乳化液切削丝锥挤压丝锥耐用度对比42技术数据材料:16MnCr516MnCr5标称量:M6-6HXM6-6HX钻孔类型:盲孔盲孔螺纹深度:12mm12mm切削速度:30m/min30m/min冷却润滑剂:乳化液5-6%乳化液5-6%刀具:挤压丝锥PROTODYNECO-HT涂层:TIN涂层TIN涂层耐用度对比与经济性耐用度提高+53%挤压丝锥PROTODYNECO-HT4301234567表面粗糙深度Rz切削螺纹/成形螺纹表面粗糙深度Rz材料:42CrMo4M16-6HX冷却:PROTOFLUID切削值:成形:vc=35m/min切削:vc=25m/min所有刀具均有TIN涂层切削螺纹成形螺纹表面粗糙深度对比44050100150200抗断强度[%]约120%静态负荷200%动态负荷切削成形抗断强度对比45产品亮点–挤压成形的螺纹PROTODYN–用于挤压成形的螺纹的最新技术PROTODYN和PROTODYNS效率高普遍通用于多种材料范围PROTODYN(S)ECO-HT效