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螺旋絲攻的技術指引

一般螺絲攻在攻牙時常發生的問題不外乎是:
1. 精度。
2. 耐久性。
3. 切屑的處理。
等三點、這當中尤其是切屑處理的適當否,不但會影響到精度也會影響到TAP的耐久性。因此,在攻牙時,佔了很重要的關鍵。

螺旋絲攻(Spiral Tap),因為持有螺旋角,所以在盲孔,或在加工長的螺紋, 長的被加工物中,常常被使用到。但是並非螺旋絲攻即沒有切屑排出的問題。 因為切屑是由TAP的軸部向上排出的關係,在與被切削過的母螺紋和TAP的螺紋當中,切屑時常進入並卡在中間,造成TAP的崩牙,母螺紋的崩裂或是切屑纏繞在軸部…等等問題產生,以致阻礙到生產線。因此在選擇使用螺旋絲攻時,也必須注意到被切削材、加工作業條件…等等、要選擇最適合的種類來使用。

溝的螺旋角

螺旋角與切屑 :

螺旋角會因TAP的刃先角度,切削角變化的關係,影響到切屑的厚度,捲曲的大小,和切屑的排出性能。螺旋角高的話,相對的刃先為銳角,切削角大,如此切屑既薄又長的有連繫性,排出性能良好。但是因為切屑捲曲的大小,會變大的關係,溝的形狀也會改變,所以要特別注意的是保持小的捲曲。捲曲的大小的適當否,會影響到刃先的銳利否,這是影響到TAP損傷的原因之一。

一般來說,如AL類的軟材,或者是SUS 304等加工硬化性的材料,TAP大都採用切削銳利的高螺旋角TAP。而調質材,硬的材料,高碳素鋼等,使用的TAP為刃先強的低螺旋角TAP。

螺旋角與母螺紋的精度:

螺旋絲攻的特質為以切削力的分力,向前進行的關係,會形成母螺紋的山形變瘦,而產生母螺紋擴大的傾向。這個力量會隨著螺旋角的強度跟著其比例變大。所以既要使切屑排出良好,又要防止母螺紋的擴大,這變成一個很重要的課題。

TANOI的T-SP能解決以上的二個問題,無論是軟的材料,或是硬的材料,皆不會引起母螺紋的擴大,切屑的排出性能也非常優越,是一種非常好的螺旋絲攻。

攻牙方式與螺旋角:

螺旋角高的TAP,切屑可連繫性長條排出,適用於立式的單軸。多軸的時候,由於排出的切屑,有時會互相的纏繞,在某些場合,也許會阻礙到生產線。

螺旋角低的TAP,使用於立式時,切屑容易切斷,排出性能不好,切屑如果滯留在TAP的溝槽內,會造成TAP的崩牙,或母螺紋的崩裂。

切屑的形態,是依據切削速度,由不連續的列斷形切屑到連續排列離開型的變化,切屑的厚度也變的又薄又長,所以螺旋絲攻的排出性能要良好的話,
必須注意到切削速度。

在臥式使用上,如果切屑是連繫排出的話,從被加工物外邊出來的切屑,因為切屑有重量的關係,會垂落下來,使之纏繞在TAP與被加工物中。
低螺旋角的TAP,雖然切屑的排出性較不良,但因為在臥式加工的回轉力當中,切屑可以容易的排出,殘留在被加工物中的切屑也容易除去。因此,在臥式使用的TAP 低螺旋角比高螺旋角的TAP更適合。這是因為有助於切屑排出的關係,但若能使用附有油孔的TAP,則效果會更好。

關於表面處理

TAP的表面處理有Homo處理(氧化處理),鍍鉻處理,室化處理,TiN, TiCN,TiALN處理…等等,因為磨擦係數小的關係,表面變的光滑,以致切屑容易變薄,同時切屑的捲曲也有變大的傾向,因此切屑容易卡在TAP當中,常會引起刀刃的崩裂,這在TAP的表面處理中,要特別注意。

螺旋絲攻的選定

從以上的說明,可依據下列的原則,來選擇最適當的TAP使用。

1. 高螺旋角的TAP適用於立式的機械,低螺旋角的TAP適用於臥式的機械。
2. 高螺旋角的TAP適用於軟的材料,低螺旋角的TAP適用於硬的材料。
3. 超過2.5D的深孔,須使用排屑性能良好的高螺旋角,螺旋部較短的深孔用 (DH)螺旋絲攻。
4. 立式加工的話,為使切屑能連擊排出,切削速度請選用在 (15m/min前後),切屑不能連繫排出的話,TAP容易提早破損。
5.

切削油會對排出的切屑造成很大的困擾,因此選擇浸透性良好的油,並充分的強制給油是必要的,尤其在臥式的機械加工中,須特別注意到給油的位置。

倒牙的長度與耐久力

倒牙長度有變化的話,一個刀刃的切削深度也會變化,切削量也會變化,刀刃須要的力量也會變化,發熱量也會變化,刃先的疲勞或者受傷的差別都會產生。
倒牙長度變短的話,一個刀刃的工作量也增加,一般而言,耐久力也變短了。

例:

倒牙2.5牙的TAP,改變成倒2牙的話
2牙的工作量為2.5/2=1.25
即1.25倍增加。

   
  如果再變成1.5牙時,
 

2.5/1.5=1.67 即1.67倍增加。

這僅僅是因一個刀刃的工作量增加,使其耐久力產生低下的影響,另外切削深度在同樣條作下使用,切屑的形態也改變了,對於工具,熱的傳達也變大,也助長了刃先受到傷害。

相反的,倒牙過長的話,一個刀刃的切削量也變得極端的小,反而沒有切削作用,只有增加磨擦作用,則造成溶著等,使TAP的耐久力因而變成低下。

因之,在使用TAP時,須綜合各種加工條件,並且考慮到切削速度,切削油…等等其他條件,在總合性的考慮下,選擇最適當的TAP作業加工,這是非常要緊的事。

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