丝锥攻丝扭矩(切削力)的简单计算

对丝锥操作者来说,大多时候已不需要知道攻丝时所用切削力的大小了。因为在丝锥及攻丝夹具设计的时候生产厂商已经过严格的计算。但是,在某些情况下比如要调节具有过载保护装置的攻丝夹头扭矩的设定值,这个时候就需要有个比较准确的参考值。因此,明确不同规格螺纹攻丝所需扭矩的大小则显得尤为重要。

根据丝锥的平均寿命,切削丝锥攻丝所需切削力可按以下公式计算:

MD=A·ks·d1/1000 [Nm]

挤压丝锥攻丝所需切削力公式:

MD=1.5·A·ks·d1/1000 [Nm]

上式中,

A——切屑截面积,A=0.25·P2 [mm2]

d1——丝锥大径 [mm]

ks——材料比切力 [N/mm2]

其中,比切力ks是个重要的参数,它反映了材料的切削难易程度,直观上有点类似于抗拉强度。根据材料的不同,ks大体上可按如下选择:

  • 抗拉强度<850N/mm2的碳钢、合金钢:ks=2500N/mm2
  • 抗拉强度<1100N/mm2的碳钢、合金钢:ks=3200N/mm2
  • 抗拉强度<1400N/mm2的碳钢、合金钢:ks=3600N/mm2
  • 灰口铸铁:ks=2000N/mm2
  • 球墨铸铁:ks=2500N/mm2
  • 铝合金:ks=700N/mm2
  • 黄铜:ks=720N/mm2
  • 抗拉强度<850N/mm2的奥氏体、铁素体及部分马氏体不锈钢:ks=3200N/mm2
  • 抗拉强度<1100N/mm2的马氏体、奥-铁双相不锈钢:ks=3600N/mm2
  • 抗拉强度<1400N/mm2的沉淀硬化不锈钢:ks=4000N/mm2
  • 镍合金及钛合金:ks=4000N/mm2
  • 洛氏硬度<44HRC的淬硬钢、高硬钢:ks=4100N/mm2
  • 洛氏硬度<55HRC的淬硬钢、高硬钢:ks=4700N/mm2
  • 洛氏硬度<60HRC的淬硬钢、高硬钢:ks=5000N/mm2

据此,可比较准确的计算出攻丝所需扭矩大小。以M10×1.5为例,材料#45,使用切削丝锥攻丝所需扭矩:

MD=0.25·P2·ks·d1/1000=0.25·1.52·2500·10/1000≈14Nm

因此,如需调节攻丝夹头安全扭矩值,设定在20Nm左右为宜。

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