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螺旋丝锥的技术指引

一般螺丝锥在攻牙时常发生的问题不外乎是:
1. 精度。
2. 耐久性。
3. 切屑的处理。
等三点、这当中尤其是切屑处理的适当否,不但会影响到精度也会影响到TAP的耐久性。因此,在攻牙时,占了很重要的关键。

螺旋丝锥(Spiral Tap),因为持有螺纹角,所以在盲孔,或在加工长的螺纹, 长的被加工物中,常常被使用到。但是并非螺旋丝锥即没有切屑排出的问题。 因为切屑是由TAP的轴部向上排出的关系,在与被切削过的母螺纹和TAP的螺纹当中,切屑时常进入并卡在中间,造成TAP的崩牙,母螺纹的崩裂或是切屑缠绕在轴部…等等问题产生,以致阻碍到生产线。因此在选择使用螺旋丝锥时,也必须注意到被切削材、加工作业条件…等等、要选择最适合的种类来使用。

沟的螺纹角

螺纹角与切屑 :

螺纹角会因TAP的刃先角度,切削角变化的关系,影响到切屑的厚度,卷曲的大小,和切屑的排出性能。螺纹角高的话,相对的刃先为锐角,切削角大,如此切屑既薄又长的有连系性,排出性能良好。但是因为切屑卷曲的大小,会变大的关系,沟的形状也会改变,所以要特别注意的是保持小的卷曲。卷曲的大小的适当否,会影响到刃先的锐利否,这是影响到TAP损伤的原因之一。

一般来说,如AL类的软材,或者是SUS 304等加工硬化性的材料,TAP大都采用切削锐利的高螺纹角TAP。而调质材,硬的材料,高碳素钢等,使用的TAP为刃先强的低螺纹角TAP。

螺纹角与母螺纹的精度:

螺旋丝锥的特质为以切削力的分力,向前进行的关系,会形成母螺纹的山形变瘦,而产生母螺纹扩大的倾向。这个力量会随着螺纹角的强度跟着其比例变大。所以既要使切屑排出良好,又要防止母螺纹的扩大,这变成一个很重要的课题。

TANOI的T-SP能解决以上的二个问题,无论是软的材料,或是硬的材料,皆不会引起母螺纹的扩大,切屑的排出性能也非常优越,是一种非常好的螺旋丝锥。

攻牙方式与螺纹角:

螺纹角高的TAP,切屑可连系性长条排出,适用于立式的单轴。多轴的时候,由于排出的切屑,有时会互相的缠绕,在某些场合,也许会阻碍到生产线。

螺纹角低的TAP,使用于立式时,切屑容易切断,排出性能不好,切屑如果滞留在TAP的沟槽内,会造成TAP的崩牙,或母螺纹的崩裂。

切屑的形态,是依据切削速度,由不连续的列断形切屑到连续排列离开型的变化,切屑的厚度也变的又薄又长,所以螺旋丝锥的排出性能要良好的话,
必须注意到切削速度。

在卧式使用上,如果切屑是连系排出的话,从被加工物外边出来的切屑,因为切屑有重量的关系,会垂落下来,使之缠绕在TAP与被加工物中。
低螺纹角的TAP,虽然切屑的排出性较不良,但因为在卧式加工的回转力当中,切屑可以容易的排出,残留在被加工物中的切屑也容易除去。因此,在卧式使用的TAP 低螺纹角比高螺纹角的TAP更适合。这是因为有助于切屑排出的关系,但若能使用附有油孔的TAP,则效果会更好。

关于表面处理

TAP的表面处理有Homo处理(氧化处理),镀铬处理,室化处理,TiN, TiCN,TiALN处理…等等,因为磨擦系数小的关系,表面变的光滑,以致切屑容易变薄,同时切屑的卷曲也有变大的倾向,因此切屑容易卡在TAP当中,常会引起刀刃的崩裂,这在TAP的表面处理中,要特别注意。

螺旋丝锥的选定

从以上的说明,可依据下列的原则,来选择最适当的TAP使用。

1. 高螺纹角的TAP适用于立式的机械,低螺纹角的TAP适用于卧式的机械。
2. 高螺纹角的TAP适用于软的材料,低螺纹角的TAP适用于硬的材料。
3. 超过2.5D的深孔,须使用排屑性能良好的高螺纹角,螺纹部较短的深孔用 (DH)螺旋丝锥。
4. 立式加工的话,为使切屑能连击排出,切削速度请选用在 (15m/min前后),切屑不能连系排出的话,TAP容易提早破损。
5.

切削油会对排出的切屑造成很大的困扰,因此选择浸透性良好的油,并充分的强制给油是必要的,尤其在卧式的机械加工中,须特别注意到给油的位置。

倒牙的长度与耐久力

倒牙长度有变化的话,一个刀刃的切削深度也会变化,切削量也会变化,刀刃须要的力量也会变化,发热量也会变化,刃先的疲劳或者受伤的差别都会产生。
倒牙长度变短的话,一个刀刃的工作量也增加,一般而言,耐久力也变短了。

例:

倒牙2.5牙的TAP,改变成倒2牙的话
2牙的工作量为2.5/2=1.25
即1.25倍增加。

   
  如果再变成1.5牙时,
 

2.5/1.5=1.67 即1.67倍增加。

这仅仅是因一个刀刃的工作量增加,使其耐久力产生低下的影响,另外切削深度在同样条作下使用,切屑的形态也改变了,对于工具,热的传达也变大,也助长了刃先受到伤害。

相反的,倒牙过长的话,一个刀刃的切削量也变得极端的小,反而没有切削作用,只有增加磨擦作用,则造成溶着等,使TAP的耐久力因而变成低下。

因之,在使用TAP时,须综合各种加工条件,并且考虑到切削速度,切削油…等等其他条件,在总合性的考虑下,选择最适当的TAP作业加工,这是非常要紧的事。

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