소재부품의 심공나사 가공방법 분석

특수 소재 부품에는 깊은 구멍 나사 가공을 수행하는 것이 더 어렵습니다. 예를 들어, 티타늄 합금 부품의 깊은 구멍 태핑은 매우 어렵습니다. 완성에 가까운 부품에 탭이 부러져 긁힘 현상이 발생하여 부품을 폐기하게 되면 매우 비경제적입니다. 따라서 긁힘을 방지하려면 올바른 도구와 태핑 기술이 필요합니다.

먼저 깊은 구멍이 무엇인지, 왜 특별한 고려가 필요한지 정의해야 합니다. 드릴링에서 구멍 직경의 3배보다 깊은 구멍을 깊은 구멍이라고 합니다. 깊은 홀 탭핑이란 탭핑 깊이가 탭 직경의 1.5배 이상이라는 의미입니다. 예를 들어, 직경이 1/4'인 탭을 사용하여 깊이가 3/4'인 나사를 가공하는 경우8

깊은 구멍 나사를 가공한다는 것은 공구와 공작물 사이의 오랜 시간 접촉을 의미합니다. 동시에 가공 과정에서 더 많은 절삭열과 더 큰 절삭력이 생성됩니다. 따라서 특수 소재(예: 티타늄 부품)의 작고 깊은 구멍을 태핑할 경우 공구 파손 및 나사산 불일치가 발생하기 쉽습니다.

이 문제를 해결하기 위해 두 가지 해결책을 채택할 수 있습니다. (1) 태핑하기 전에 구멍의 직경을 늘립니다. (2) 심공 태핑 전용 탭을 사용하십시오.

1. 태핑하기 전에 구멍의 직경을 늘리십시오.

적절한 나사산 바닥 구멍은 나사 가공에 매우 중요합니다. 약간 더 큰 나사산 바닥 구멍은 태핑 공정 중에 발생하는 절삭열과 절삭력을 효과적으로 줄일 수 있습니다. 그러나 스레드의 접촉 속도도 감소합니다.

국가 표준 및 기술 위원회에서는 깊은 구멍에서는 나사산 전체 높이의 50%만 구멍 벽에 태핑할 수 있다고 규정하고 있습니다. 이는 특수 재료나 가공이 어려운 재료의 작은 구멍을 태핑할 때 특히 중요합니다. 구멍 벽의 나사산 높이가 감소하여 나사산 접촉률이 감소하더라도 나사산 길이가 늘어나므로 나사산의 안정적인 연결이 계속 유지될 수 있습니다.

나사산이 있는 바닥 구멍의 직경 증분은 주로 필요한 나사산 접촉률과 인치당 나사산 헤드 수에 따라 달라집니다. 위의 두 값을 기반으로 경험적 공식을 사용하여 올바른 나사산 바닥 구멍 직경을 계산할 수 있습니다.

2. 절단 매개변수

티타늄 부품은 가공이 어렵기 때문에 절삭 매개변수와 공구 형상을 충분히 고려해야 합니다.

절단 속도

티타늄 합금은 탄성과 변형률이 크기 때문에 상대적으로 작은 절삭 속도를 채택해야 합니다. 티타늄 합금 부품에 작은 구멍을 가공할 때 권장되는 원주 절삭 속도는 10-14인치/분입니다. 낮은 속도를 사용하면 공작물의 냉간 가공 경화가 발생하므로 권장하지 않습니다. 또한, 공구 파손으로 인한 절삭열에 주의하십시오.

칩 플루트

깊은 홀 태핑에서는 탭 홈 수를 줄여 각 홈의 칩 공간을 늘릴 필요가 있습니다. 이렇게 하면 탭을 집어넣을 때 더 많은 쇳가루를 빼낼 수 있어 쇳가루 막힘으로 인한 공구 손상 가능성이 줄어듭니다. 그러나 반면에 탭의 칩 홈이 커지면 코어 직경이 감소하므로 탭의 강도에 영향을 미칩니다. 따라서 이는 절단 속도에도 영향을 미칩니다. 또한 나선형 플루트 탭은 직선 플루트 탭보다 칩 제거가 더 쉽습니다.

전면 및 후면 모서리

경사각이 작으면 절삭날 강도가 향상되어 공구 수명이 늘어납니다. 큰 경사각은 긴 칩이 있는 금속 절삭에 도움이 됩니다. 따라서 티타늄 합금을 가공할 때는 이 두 가지 요소를 종합적으로 고려해야 하며 적절한 경사각을 선택해야 합니다.

큰 여유각은 공구와 칩 사이의 마찰을 줄일 수 있습니다. 따라서 탭핑 각도가 40°가 필요한 경우도 있습니다. 티타늄 금속을 가공할 때 탭에 큰 여유각이 연삭되어 칩 제거에 도움이 됩니다. 또한 완전 연삭 탭과 블레이드 백 연삭 탭도 태핑에 유리합니다.

냉각수

특수 소재를 가공할 때는 절삭유가 절삭날까지 도달하는지 확인해야 합니다. 냉각수의 흐름을 개선하기 위해 탭 뒷면에 냉각 홈을 열어두는 것이 좋습니다. 직경이 충분히 크면 내부 냉각 탭을 고려할 수 있습니다.

3. 적용 사례

특정 항공기 부품 제조업체에서는 부품에 깊은 구멍 태핑을 수행해야 합니다. 부품 재질은 7등급 티타늄 합금입니다. 가공 중 원주 절삭 속도는 13인치/분이며 절삭유도 동시에 사용됩니다.

부품의 정확성을 보장하기 위해 작업자는 탭이 무뎌지기 전에 탭을 교체해야 합니다. 탭이 마모되면 절단 과정에서 발생하는 소리가 변경됩니다. 가공 전에 이러한 소리를 듣고 작업자는 탭이 마모되기 전에 가공할 수 있는 나사 구멍의 수를 결정할 수 있습니다.

공장에는 각 탭핑 장비마다 동일한 탭이 장착된 2개의 탭핑 스테이션이 있습니다. 탭 중 하나가 마모되면 제때에 쉽게 교체할 수 있습니다.