技術(shù)專欄丨螺紋攻絲寶典

2019-12-06 14:03:11 佛山粵順粵昌五金有限公司閱讀

導(dǎo)語：絲錐是加工各種中、小尺寸內(nèi)螺紋的刀具，它結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，既可手工操作，也可以在機床上工作，在生產(chǎn)中應(yīng)用得非常廣泛。攻絲的相關(guān)知識有哪些呢？本文總結(jié)很全面。

一、什么是攻絲

攻絲是用絲錐在工件的孔內(nèi)部切削出內(nèi)螺紋。

（1）決定絲錐性能的因素包括：

工件材料
切削速度
切削刃材料
刀柄
絲錐形式
孔的尺寸
攻絲刀柄
切削液
孔深

（2）螺距：螺紋上相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距離。

（3）導(dǎo)程：同一螺旋線上相鄰兩牙對應(yīng)點的軸向距離。用代號S表示。

（4）螺紋的公稱直徑：除管螺紋以通管的內(nèi)徑（英寸單位）為公稱直徑外，其他螺紋的公稱直徑，均以螺紋的大徑為公稱直徑（公制單位）。

（5）螺紋中徑：中徑最為重要，因為它控制所有螺紋組裝的配合與強度。中徑在節(jié)線上，這一位置的齒寬與相鄰齒槽寬度一致。

二、螺紋的命名

英制螺紋：英制螺紋是螺紋尺寸用英制標(biāo)注，是美國、英國與加拿大根據(jù)統(tǒng)一的體系開發(fā)的。

公制螺紋：根據(jù)ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）系統(tǒng)開發(fā)的，是全球公制螺紋的標(biāo)準(zhǔn)。

三、設(shè)計高性能攻絲加工

（1）完美應(yīng)用

攻絲過程需要考慮的因素有：工件設(shè)計、絲錐設(shè)計、應(yīng)用。其目標(biāo)是降低切削力，同時絲錐強度達(dá)到最大。

（2）平衡各種選項：必須兼顧應(yīng)用的方方面面

（3）絲錐設(shè)計要點

1）對于形成長屑的較軟的粘性材料

絲錐結(jié)構(gòu)簡單
前角和鉤形角度較大
后角和避空較大
自由切削
易于崩刃
絲錐整體較脆弱
容屑空間大

2）對于硬性材料

絲錐具有重載結(jié)構(gòu)
前角和鉤形角度小
鏟背和后角小
切削壓力較高
刃口設(shè)計粗壯，減少崩刃
橫截面大
容屑空間有限

（4）絲錐設(shè)計需考慮的因素：絲錐槽型、刀具材料、表面強化處理。這些設(shè)計特點必須保持平衡，才能提供適當(dāng)?shù)那邢?，切屑控制，潤滑和扭轉(zhuǎn)強度。

必須在切削中途停止并反轉(zhuǎn)出孔，而切削依然留在溝槽中。這就給金屬加工中的攻絲和絲錐的設(shè)計帶來一個最大的挑戰(zhàn)。

四、絲錐的形狀

（1）絲錐切削面的類型

①正確選用絲錐正向鉤形絲錐

②正確選用絲錐小的或負(fù)向鉤形角絲錐

（2）絲錐切削錐

每增加一個切削錐齒，絲錐使用壽命都會按指數(shù)延長。測試表明每加半個切削齒螺紋，刀具使用壽命就會加倍。與其他刀具不同，絲錐切屑荷載只能隨著排屑槽數(shù)量和切削錐長度改變而改變。

（3）倒錐：與其他所有的刀具類似，絲錐也略有倒錐。

（4）螺紋鏟背

螺紋鏟背的優(yōu)點有：

切削輕快，熱量積聚少
絲錐上纏繞，粘結(jié)的材料少（粘屑，積屑瘤少）
可采用較高的攻絲速度
補償工件材料的塑性變形

螺紋鏟背的缺點有：

切削刃變脆，易于崩刃
主軸和裝夾（包括浮動刀柄）剛性不足是會使螺紋變差
在反轉(zhuǎn)時非常細(xì)小的切屑可能會嵌入使切削刃崩刃

（5）絲錐公差

每個絲錐都有專用的中徑尺寸。

標(biāo)有 H 或 D 公差的絲錐 ( 主要是美國的絲錐 )

H/D 公差表示絲錐的螺紋尺寸。
字母表明絲錐的尺寸大于或高于基本中徑 (“H”=英制 , “D” =公制 )，還是低于基本中徑 (“L”=英制 , "DU"= 公制 )。
實際絲錐尺寸數(shù)字與基本中徑有關(guān)，如：H2，D3，L1，或 DU2每個絲錐都有專用的中徑尺寸！

絲錐往往標(biāo)有螺紋等級

通用 HP 絲錐系列
標(biāo)明絲錐是符合部件配合等級的正確尺寸
3B級絲錐適用于 2B 級部件
標(biāo)有 “ X” 的絲錐等級表明其公差較大，用于精密絲錐，電鍍或熱處理部件，或用于接近（彈性記憶）的材料。

電鍍的攻絲螺紋

對于內(nèi)螺紋，您必須選擇較大公差等級的絲錐
較大的中徑會使螺紋尺寸稍微大一些
電鍍以后的增大量又會使螺紋尺寸回到規(guī)定值

五、絲錐的切削處理

（1）孔的類型和切屑處理

（2）擠出切削，螺旋排屑槽絲錐

最適合用于盲孔和深孔加工
推薦用于產(chǎn)生粘連切屑的材料
非常適合用于斷續(xù)切削

螺旋排屑槽絲錐的錐芯很薄，是絲錐設(shè)計中最脆弱的部分。因此，速度要比直排屑槽絲錐低30%~40%，以免斷裂。

（3）拉出切削

（4）直排屑槽絲錐

強度最大的絲錐
推薦用于易斷屑的材料，如黃銅和鑄鐵或硬化鋼
通常需要冷卻液或氣體沖洗排屑槽中的切屑
可以具有多種切削錐形式

– Taper (Form A)“A” – 初錐

– Plug (Forms B & D)“B/D” – 中錐

– (Form C) “C” – 半平底或修正平底

– (Form E) “E”– 平底

（5）擠壓絲錐：其加工特點是，無論在通孔還是盲孔中都不產(chǎn)生切屑。

（6）切削絲錐與擠壓絲錐對比

（7）底孔尺寸對擠壓螺紋的影響

六、絲錐的涂層

（1）涂層的優(yōu)點

①表面處理

改進(jìn)HSS絲錐的外觀
不會改變絲錐的尺寸

②絲錐壽命提高

耐磨性高
減少摩擦和功耗
減少崩刃和折斷
表面硬度少許提高

③提高螺孔的表面質(zhì)量和尺寸精度

切削刃保持鋒利
具有潤滑作用
降低負(fù)荷和擦傷
積屑瘤最少

（2）什么是積屑瘤？

工件材料熔焊或咬死在切屑刃上的積留物。

（3）傳統(tǒng)的表面處理

（4）薄膜涂層

七、攻絲加工的成功訣竅

（1）確定螺紋百分比

鉆頭鉆孔尺寸確定了螺紋底徑與螺紋高度的百分比，你使用的鉆頭直徑越大，達(dá)到的螺紋高度比越?。?/span>

（2）底孔尺寸的選擇

一般首選螺紋高度的65% 到70%！

83%高度的螺紋僅比65%高度的螺紋強度大2%，但是攻絲扭矩超過其兩倍！

（3）常見問題

①產(chǎn)生削頂?shù)脑?/span>

手動攻絲

– 手動進(jìn)給不協(xié)調(diào)，進(jìn)給太快或太慢

機床攻絲

– 非同步攻絲循環(huán)編程不當(dāng)

絲杠機床

– 絲杠磨損或絲杠調(diào)整螺母松動產(chǎn)生背隙

凸輪進(jìn)給機床

– 凸輪廓形不對或磨損

采用氣動或液壓的機床

– 不可控，壓力太高或太低

齒輪進(jìn)給機床

– 齒輪調(diào)整不當(dāng)或磨損產(chǎn)生背隙

②解決削頂問題

對于最精密的螺紋，進(jìn)給應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速同步！進(jìn)給量和主軸旋轉(zhuǎn)必須與螺紋螺距相匹配。

（6）CNC機床同步攻絲的優(yōu)點

螺紋深度控制
孔到孔尺寸一致
消除削頂
必要時可以復(fù)攻

粵順昌

（7）刀柄的選擇

用于非同步攻絲

– 具有固定攻絲循環(huán)的采用鉆進(jìn)給的CNC機床

– 凸輪，齒輪，氣動，或液壓進(jìn)給機構(gòu)

用于同步攻絲

– 遇到尺寸過大/尺寸過小螺紋時

（8）刀柄維護

適當(dāng)?shù)牡侗S護可以確保加工高質(zhì)量螺紋，和絲錐的使用壽命。

內(nèi)部機構(gòu)不應(yīng)該有切屑和碎片
經(jīng)常潤滑確保部件靈活移動，防止生銹
經(jīng)常測試刀柄，尤其是使用水溶性冷卻液時

八、故障排除

（1）螺紋過大

攻絲數(shù)控設(shè)置

在無剛性攻絲循環(huán)的數(shù)控機床攻絲時：

編程進(jìn)給量至絲錐倒程的95%~98%
使用僅有伸長的刀柄或帶壓縮鎖定的伸縮刀柄

在具有剛性攻絲循環(huán)的CNC機床上攻絲時：

絲錐導(dǎo)程編程為進(jìn)給量 100%
使用整體刀柄或同步刀柄

如果削頂使螺紋量規(guī)的止端通過 :

重新編程，遵照“非剛性”程序
考慮使用快速更換接頭?？梢杂凶钚　案印?/span>

（2）切屑纏繞

更改絲錐形式

→直槽

→較小的螺旋角

縮短切削錐
更改前角形狀
增加槽數(shù)
改變速度
鉤形較小的
如是剛性攻絲，增加啄鉆循環(huán)
考慮擠壓絲錐

（3）潤滑選擇

對于攻絲而言，潤滑的目的是減少摩擦。因此，一般地，攻絲使用的是潤滑劑，而非冷卻液；如果是冷卻液，則要增加 EP (超高壓) 或HP (高壓) 添加劑。

絲錐有固定的大量進(jìn)給量，由絲錐齒距控制，鉆進(jìn)給量可以調(diào)至控制荷載。

（4）冷卻液應(yīng)用

絲錐選擇基礎(chǔ)

在選擇絲錐之前，我們需要了解：

孔的類型，通孔，盲孔還是深孔
最小鉆孔深度
要求的最短螺紋深度
是否考慮采用擠壓絲錐
攻絲的工件材料