精密烧结碳化物螺纹丝锥制造技术

一种精密烧结碳化物丝锥被设计以用于精密刀夹，该精密刀夹以同步高速攻丝。该精密丝锥包括一全部为圆柱形的柄，而无需正方形、扁平或其它凹槽的帮助。该精密丝锥还包括一螺纹体部分和一螺纹切削倒角部分。该精密丝锥的螺纹体部分和螺纹切削倒角部分与丝锥的圆柱形柄是同心的，并且偏心率在１０微米之内。该精密烧结碳化物丝锥提高了精度、寿命和速度，内螺纹可通过该丝锥产生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及切削工具。更特别地，本专利技术涉及以可切削的金属和非金属材料制造内螺纹的精密烧结碳化物螺纹丝锥。
技术介绍
需要螺纹的机械和机器元件在技术上已有了很长的历史。特别地，螺纹用作紧固件将部件与组件连接在一起在所有其它方式中占有支配地位。尽管有许多形成内螺纹和外螺纹的方法，但实践已经证明了丝锥是形成内螺纹的最佳方式。当前存在两种形成内螺纹的攻丝方法。占优势的攻丝方法是通过切削并从孔的壁处移除材料以便产生螺旋的V-形螺纹。可替代地，内螺纹可通过置换材料以便形成内螺纹来制造。内螺纹外形和尺寸的尺寸精度控制了螺纹组件的精度和配合。此外，攻丝的速度控制了产生内螺纹的成本。在螺纹孔的制造过程中，历史上丝锥是通过钻孔器的挤压或安装有柔性板牙的机床来驱动的，从而允许丝锥旋转并以近似于内螺纹所需的螺距的速率进给。由于机器的进给仅仅是近似的，所产生的螺纹螺距由丝锥的螺距控制，而机器的进给和丝锥螺距之间的差别由柔性的板牙调节。不仅精度受柔性板牙的影响，而且它们能旋转的速率是有限的。此外，在切削过程中，板牙容许丝锥径向地偏转，进一步限制了所产生的螺纹的精度。近来，机床已经通过CNC控制得到了改进，如此，保持丝锥的心轴的旋转和进给可精确地同步(例如美国专利US.4879660，其全部内容被合并于此而作为参考)，从而消除了对柔性板牙的需要。此外，保持其它旋转柄类型的工具的装置，例如钻孔器和端铣刀，已经通过能首先受热膨胀并且随后受冷收缩以便配合工具柄部的夹持器改进了。作为选择，通过水压保持工具的柄的夹持器已经得到了发展。与板牙相比，收缩配合和水力夹持器都可能允许工具以更小的径向偏转而被旋转；例如夹持器可在3微米或更小的范围内同心地旋转。而且，这些方法能以更大的夹持力和刚度来保持圆柱形的柄。减小了的径向偏转和更高的刚度允许碳化物圆柱形切削工具的使用，并且它能够以比由工具钢制造的相似工具更快的切削速度而被使用。近来，丝锥已被重新设计和构造以允许收缩配合和水力夹持器以与其它旋转柄类型工具相似的方式来使用，例如钻孔器和端铣刀。进行的设计是为了在这些工具夹持器中使用，现在可得到的丝锥具有全部为圆柱形的柄而不借助于老式设计的正方形的帮助，也不借助于其它扁平的或其它凹槽的帮助。但是，目前制造的丝锥不具有足够精度的圆柱形柄(直径和圆度)以便允许全部使用收缩配合和水力夹持器。对于设计和目前已知丝锥的容差可以参考美国国家标准，A.S.M.E.B94.9-1999。设想，例如按照B94.9制造的12mm的丝锥，柄的直径为+0.0000，-0.0015英寸(38微米)。B94.9没有给出柄的圆度的限制，当丝锥在制造过程中被保持且这些特征被测量到中心时，分别地，对于柄和小直径，偏心度要求必须不大于0.0008英寸(20微米)，对于倒角切削刃，偏心度必须不大于0.0015英寸(38微米)。螺纹直径和倒角切削刃的同心度与丝锥的柄之间没有直接的关系。为了提供给丝锥收缩配合和水力夹持器的有效使用，柄的直径必须为DIN标准7160的h6，这需要例如12mm丝锥的柄具有直径容差为+0，-11微米(+0，-0.0004英寸)的公称直径，并且圆度为3微米(0.00012英寸)或更小。偏心率被定义为从位于直径平面内的并且与工具轴同心的真正的圆的径向偏离。在实践中，偏心率典型地通过例如度盘指示器来测量，其与圆柱体的轴成直角安装，并且表示为总指示器变量(tiv)。偏心度被定义为偏转或总指示器变量的一半。由于丝锥在使用过程中由柄保持，丝锥螺纹切削部分的偏转可通过柄精确地保持该丝锥而被最有效地测量并且当丝锥旋转时测量该偏转。烧结碳化钨是工具钢中用于制造切削工具的最优材料，例如高速钢，由于具有例如较高的硬度和高温稳定性的特性，包括在高温下保持硬度的能力。典型地，由烧结碳化物制造的切削工具可被使用，其切削速度至少比由“高速”钢制造的工具高三倍并且该工具的寿命更长一些。但是，与工具钢相比，烧结碳化钨具有较低的断裂韧度和强度，在切削工具可被刚性地保持的地方，这限制了它用于切削加工。在当前技术中，丝锥的同心度没有改进，即使是在收缩配合和水力夹持器的帮助下，由烧结碳化物制造的丝锥仅具有非常有限的用途。此外，由于随着丝锥转速的增加，丝锥的偏转将增加，这种丝锥可被使用的速度将受到限制。
技术实现思路
简短地说，根据本专利技术，提供了一种精密烧结碳化物丝锥，其包括全部为圆柱形的柄并且它的螺纹体和切削倒角与柄是同心的，并且其范围在10微米之内，从而制造出了改进精度和速度的内螺纹。附图说明本专利技术的进一步特征，以及从其中得出的优点，将从下面的参照附图的详细说明中变得明显，其中附图为图1是根据本专利技术一实施例的精密烧结碳化物螺纹丝锥的透视图；图2是图1中精密烧结碳化物螺纹丝锥的侧视图。具体实施例方式参照图1和图2，示出了根据本专利技术一实施例的通常表示为10的精密烧结碳化物螺纹丝锥。丝锥10由烧结碳化钨坯料制造，该坯料通常指的是基片。该坯料的直径大于丝锥10的最终尺寸，并且在表面42和44上按长度被切割。用于该基片的典型材料是粘结有钴的金属碳化物。尽管主要的碳化物组成是碳化钨，但其它碳化物也可被使用，例如碳化钽，碳化钛以及碳化铌。此外，少量的过渡金属碳化物也可被加入以抑制晶粒生长，并且该基片也可包括少量的不可避免的杂质。加工该基片的第一步骤是通过例如在中心上的圆柱形纵磨或无中心的横磨法将坯料研磨成精密圆柱的容差。在该步骤中，圆柱形的柄46在无正方形、扁平或其它凹槽的丝锥10的轴向后端部研磨成尺寸，并且螺纹体部分31的小直径形成在丝锥10的轴向后端部。圆柱形柄46的表面被研磨成Deutsche Normen DIN 7160中所声称的h6直径容差并且其圆度为3微米或更小。此外，在该加工过程中，或者作为一额外工序的结果，一可选择的颈部49可通过一圆柱形的表面52创建，以及一位于圆柱形柄46和颈部49之间的斜面48。此外，一可选择的斜面24可通过外圆磨削被研磨。通常，柄的直径D，近似于与公称螺纹直径相等，但是柄的直径也可小于公称直径以用于大直径丝锥，并且可选择地，大于公称直径以用于小直径丝锥。本专利技术的一方面是坯料随后在研磨过程中通过精密水力夹持器而由精密研磨柄46保持，以便为了确保螺纹体部分52和螺纹切削倒角部分54与圆柱形柄46是同心的，并且偏心率在10微米之内。在下一步骤中，一个或多个凹槽50被研磨以便提供与倒角30相配合的切削刃，还提供一用于排出当丝锥被使用时形成的碎片的装置。如图1所示，凹槽50是直的并且通常被定位于平行于丝锥10的轴。应该理解，其它定向的凹槽也是可能的。例如，在丝锥的入口部分，短凹槽可与丝锥10的纵轴成5-20度的角被研磨，以便为了在丝锥的使用过程中迫使碎片位于丝锥的运动之前。可替代地，凹槽50可以是螺旋形的，螺旋形的旋转可根据在丝锥的使用过程中是需要将碎片从孔中引出还是在丝锥的运动之前推动碎片。在下一步骤中，螺纹体部分31被研磨以便沿着小直径和大直径在一螺旋管上形成V-形的螺纹坯料表面。随后，螺纹切削倒角部分30的外形通过磨削来形成。V-形螺纹坯料表面和大直径复制在攻丝过程中产生的内螺纹。螺纹切削倒角部分30被削尖以便允许进入将要被攻丝的孔中。作为工艺的最后一步，丝锥10可被选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精密烧结碳化物丝锥，包括：　　　　一轴向后端部，其包括一圆柱形的柄；和　　　　一轴向前端部，其包括一螺纹体部分和一螺纹切削倒角部分，　　　　其中螺纹体部分，和螺纹切削倒角部分与该圆柱形的柄是同心的，偏心率在１０微米之内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：WE亨德尔，赤木贞之，
申请(专利权)人：钴碳化钨硬质合金公司，株式会社弥满和制作所，
类型：发明
国别省市：US[美国]