构架钻孔攻丝合格率提升

构架钻孔攻丝合格率提升

张辉  张谦  苏敏

［摘要］构架整体加工中，有大量转臂定位座M20螺纹孔需要加工，在攻丝过程中，时常出现丝锥断裂，螺纹乱牙乱扣，攻丝后通止规止不住,导致合格率低等问题出现。会造成返工并产生比较严重的质量事件，影响生产计划进程。本文主要针对钻孔攻丝合格率       不高的情况进行分析和解决，提升攻丝合格率的过程进行阐述。

［关键词］攻丝 孔直径 切削参数 扭力调节

［引言］加工螺纹孔通常需要经过两道工序，先用钻头加工一个比螺纹孔直径略小的底孔，然后采用丝锥加工出螺纹。我们将对加工过程以及加工后出现的各项质量问题进行原因分析，找出造成问题的主要原因，并对其采取各项解决办法和措施，验证其工艺性能是否满足工艺要求，从而达到提高攻丝合格率。

一、技术要求及工艺分析

1.加工可实施性分析

将数控机床的钻孔攻丝参数最优化，解决参数问题，对攻丝丝锥等刀具进行把控，可以改善刀具加工参数刀具角度以及辅助工作，提升钻孔攻丝合格率，也提升设备的利用率。   

2. 经济性分析

大型数控龙门铣床的每小时运行成本为600元每小时，如果我们每较低一个构架的返工，就可以节省一笔很大的费用。同时节省丝锥的消耗，提高单个丝锥的有效加工数。

3. 重要性分析

构架加工一直是事业部产能的瓶颈工序，减少我们的返工构架数，提升钻孔攻丝一次合格率，就可以提高新生产构架的数量，从而提高构架加工效率，降低生产成本。

根据前期的分析结果，漏攻丝、螺纹乱扣断扣、丝攻断裂，是钻工攻丝造成质量问题的主要需要攻关点。漏攻丝占比为20%，螺纹乱扣、断扣占比50%。丝攻断裂占比为30%。这三项原因在质量事故中占比是最大为50%。

二、影响钻孔攻丝合格率主要原因

1.攻丝螺纹底孔底孔孔径与丝锥不匹配

根据实测各机床所钻M24、M20螺纹底孔。测量所有钻头的螺纹底孔尺寸。针对M24螺纹孔，个别机床采用20.8钻头进行钻孔，部分机床存在钻头磨损达到需要修磨状态。孔底钻孔尺寸仅有20.76mm已经小于工艺要求的尺寸。很容易造成底部攻丝阻力增大，会直接造成丝锥折断等风险。

2.攻丝切削参数不合理

调查班组5台加工地铁较多的机床，分别对加工M24、M20的转速、及进给等加工参数进行取证调查。同时对钻孔深度、攻丝深度进行验证。存在钻孔深度攻丝深浅不一，参数存在不合理。给进速度太快，造成扭力过大，都会导致丝锥的断裂风险。

3.丝锥质量

丝锥主要材料，刀具设计，热处理情况，加工精度，涂层质量等等。例如，丝锥截面过渡处尺寸差别太大或没有设计过渡圆角导致应力集中，使用时易在应力集中处发生断裂。柄、刃交界处的截面过渡处离焊口距离太近，导致复杂的焊接应力与截面过渡处的应力集中相叠加，产生较大的应力集中，导致丝锥在使用中断裂。例如，热处理工艺不当。丝锥热处理时，若淬火加热前不经预热、淬火过热或过烧、不及时回火及清洗过早都有可能导致丝锥产生裂纹。

4. 攻丝时的切削环境差

1、丝锥本身与积屑粘合，造成后面的锥牙破坏已经攻好的螺牙。

2、切削油品质不好。这点已经成为国内的大多数企业关注的关注焦点，许多采购了国外刀具和机床的公司有非常深刻的体会，攻丝油润滑油品质出现问题，加工出的产品质量很容易出现毛刺等不良情况，同时寿命也会有很大的降低。最好选用经过严格检测的极压攻丝油，在保证攻丝加工效率的同时，可以有效的保护丝锥和机床。

5. 攻丝器扭力过载保护可靠性失效。

攻丝器扭力过载保护可靠性，通过断丝攻过程的观察，存在攻丝器扭力过载保护未执行情况。造成攻丝器在工作过程中直接强行攻丝，丝锥载荷抗力过大，造成丝锥断裂在螺纹孔底。

三，提升合格率的解决方案

1.确认好螺纹底孔大小及钻头修磨

根据标准螺纹底孔表得知，M20的螺纹底孔要在17.744mm-17.291mm之间，M24的螺纹底孔需要在21.252mm-20.752mm之间的范围内。

根据多次的切削验证等，我们采用直径为21钻头进行钻孔，保证尺寸在， 21-21.12之间，偏向上公差。为了保证钻头的修磨精度，引入钻头修磨机，能很好的保证钻头修磨精度。

2.优化切削参数

1 .根据机械加工手册和各机床实际使用参数进行对比，优先选取3-002工位的转速作为标准参数。攻M20螺纹标准转速为120 r/min，F 180 mm/min。攻M24螺纹标准转速为80 r/min，F 240 mm/min。

2.优化有效攻丝深度。针对班组所有机床的M20攻丝深度进行统一标准，相比以前的摇臂钻的攻丝深度，我们采用数控机床的有效攻丝深度进行优化，将攻丝深度Z1修改统一为57mm：（42mm攻丝有效深度，加上8mm沉台深度，加上丝锥前端5mm导向，加上2mm螺距补偿伸缩量。

3. 采用合理实用的丝锥

我们对工具室现有的丝锥进行加工验证，以及打表验证，发现部分丝锥出现同轴度不符合工艺要求。反馈给工具室后，事业部对库存中的130支丝锥进行退货。同时对其他厂家的丝锥进行试用。联合工艺部对每批次入厂的丝锥进行首批的试用，防止不合格丝锥流入生产现场。最终通过层层筛选，采用郎赛德品牌的丝锥，稳定性更好，排屑，防缠绕等，要优于前供应商使用的蓝稚丝锥。尺寸稳定，标准，通止规合格率更好。螺纹表面质量高。

4. 优化攻丝润滑环境

在攻丝开始之前，采用圆柱毛刷浸泡攻丝基油涂抹均匀至各孔壁，改善其攻丝润滑作用。同时每个孔攻丝完成后及时清理残留在丝攻上的铁屑，采用风枪清洁。利用羊毛刷对丝锥进行润滑。

5. 提升攻丝器过载保护可靠性

通过采购了攻丝过载保护夹头扭力调节扳手，通过改变攻丝保护器的有效保护扭力值。减小过载保护扭力限制，让攻丝时，攻丝保护器启动保护的扭力提高一个级别，提高保护的灵敏度。有效保护丝锥发生断裂风险。

四、产生的经济效益

可以大大减少事业部由于钻孔攻丝的质量问题造成的返工，减少了滑扣、乱扣、断丝攻等的出现，间接降低生产成本。按丝攻断扣的返工来算，一架丝攻断裂，需要经过取丝攻、剖开、堆焊、探伤、再上机床加工，还有辅助吊运。一个构架返工的人工成本和机床损耗就在600元一架。全年可减少62架次的返工，节省返工时间4*62= 248小时返工时间，直接节约成本3.72万元。

结束语

针对钻孔攻丝合格率不高，通过采取一系列的措施，很好的杜绝了漏攻丝，螺纹乱扣、乱牙得到有效解决，能有效防止丝锥断裂事情的发生。到目前位置，还未出现一例漏攻丝，乱扣，断扣现象也得到明显改善，有效的提高攻丝工序的产品一次合格率，进一步提高工序的产品质量及效率，取得了卓越成果。