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絲錐攻絲扭矩(切削力)的簡單計算

對絲錐操作者來說,大多時候已不需要知道攻絲時所用切削力的大小了。因為在絲錐及攻絲夾具設計的時候生產廠商已經過嚴格的計算。但是,在某些情況下比如要調節具有過載保護裝置的攻絲夾頭扭矩的設定值,這個時候就需要有個比較準確的參考值。因此,明確不同規格螺紋攻絲所需扭矩的大小則顯得尤為重要。

根據絲錐的平均壽命,切削絲錐攻絲所需切削力可按以下公式計算:

MD=A·ks·d1/1000 [Nm]

擠壓絲錐攻絲所需切削力公式:

MD=1.5·A·ks·d1/1000 [Nm]

上式中,

A——切屑截面積,A=0.25·P2 [mm2]

d1——絲錐大徑 [mm]

ks——材料比切力 [N/mm2]

其中,比切力ks是個重要的參數,它反映了材料的切削難易程度,直觀上有點類似于抗拉強度。根據材料的不同,ks大體上可按如下選擇:

  • 抗拉強度<850N/mm2的碳鋼、合金鋼:ks=2500N/mm2
  • 抗拉強度<1100N/mm2的碳鋼、合金鋼:ks=3200N/mm2
  • 抗拉強度<1400N/mm2的碳鋼、合金鋼:ks=3600N/mm2
  • 灰口鑄鐵:ks=2000N/mm2
  • 球墨鑄鐵:ks=2500N/mm2
  • 鋁合金:ks=700N/mm2
  • 黃銅:ks=720N/mm2
  • 抗拉強度<850N/mm2的奧氏體、鐵素體及部分馬氏體不銹鋼:ks=3200N/mm2
  • 抗拉強度<1100N/mm2的馬氏體、奧-鐵雙相不銹鋼:ks=3600N/mm2
  • 抗拉強度<1400N/mm2的沉淀硬化不銹鋼:ks=4000N/mm2
  • 鎳合金及鈦合金:ks=4000N/mm2
  • 洛氏硬度<44HRC的淬硬鋼、高硬鋼:ks=4100N/mm2
  • 洛氏硬度<55HRC的淬硬鋼、高硬鋼:ks=4700N/mm2
  • 洛氏硬度<60HRC的淬硬鋼、高硬鋼:ks=5000N/mm2

據此,可比較準確的計算出攻絲所需扭矩大小。以M10×1.5為例,材料#45,使用切削絲錐攻絲所需扭矩:

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

因此,如需調節攻絲夾頭安全扭矩值,設定在20Nm左右為宜。

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