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【兆恒機械】絲錐攻螺紋知識總結(jié)

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  • 添加日期:2020年08月14日

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)中應用得非常廣泛。



什么是攻螺紋

攻螺紋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

  • 攻螺紋刀柄

  • 切削液

  • 孔深

(2)螺距:螺紋上相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離。



(3)導程:同一螺旋線上相鄰兩牙對應點的軸向距離。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。



螺紋的命名

英制螺紋:英制螺紋是螺紋尺寸用英制標注,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(國際標準化組織)系統(tǒng)開發(fā)的,是全球公制螺紋的標準。



設(shè)計高性能攻螺紋加工

(1)完美應用

攻螺紋過程需要考慮的因素有:工件設(shè)計、絲錐設(shè)計、應用。其目標是降低切削力,同時絲錐強度達到最大。

(2)平衡各種選項: 必須兼顧應用的方方面面



(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?shù)那邢鳎行伎刂疲瑵櫥团まD(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螺紋和絲錐的設(shè)計帶來一個最大的挑戰(zhàn)。



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)

  • 可采用較高的攻螺紋速度

  • 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。

絲錐往往標有螺紋等級

  • 通用 HP 絲錐系列。

  • 標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。

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



絲錐的涂層

(1)涂層的優(yōu)點

①表面處理

  • 改進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





攻螺紋加工的成功訣竅

(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,達到的螺紋高度比越小。



(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%,但是攻螺紋扭矩超過其兩倍。



(3)常見問題



①產(chǎn)生削頂?shù)脑?/span>

  • 手動攻螺紋

– 手動進給不協(xié)調(diào),進給太快或太慢

  • 機床攻螺紋

– 非同步攻螺紋循環(huán)編程不當

  • 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

  • 齒輪進給機床

– 齒輪調(diào)整不當或磨損產(chǎn)生背隙②解決削頂問題對于最精密的螺紋,進給應與主軸轉(zhuǎn)速同步。進給量和主軸旋轉(zhuǎn)必須與螺紋螺距相匹配。(6)CNC機床同步攻螺紋的優(yōu)點

  • 螺紋深度控制

  • 孔到孔尺寸一致

  • 消除削頂

  • 必要時可以復攻



(7)刀柄的選擇




  • 用于非同步攻螺紋

– 具有固定攻螺紋循環(huán)的采用鉆進給的CNC機床– 凸輪,齒輪,氣動,或液壓進給機構(gòu)

  • 用于同步攻螺紋

– 遇到尺寸過大/尺寸過小螺紋時



(8)刀柄維護

適當?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

故障排除

(1)螺紋過大

攻螺紋數(shù)控設(shè)置

在無剛性攻螺紋循環(huán)的數(shù)控機床攻螺紋時:

  • 編程進給量至絲錐倒程的95%~98%

  • 使用僅有伸長的刀柄或帶壓縮鎖定的伸縮刀柄

在具有剛性攻螺紋循環(huán)的CNC機床上攻螺紋時:

  • 絲錐導程編程為進給量 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。可以有最小“浮動”



(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

  • 如是剛性攻螺紋,增加啄鉆循環(huán)

  • 考慮擠壓絲錐

(3)潤滑選擇

對于攻螺紋而言,潤滑的目的是減少摩擦。因此,一般地,攻螺紋使用的是潤滑劑,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給量,由絲錐齒距控制,鉆進給量可以調(diào)至控制荷載。



(4)冷卻液應用





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

  • 攻螺紋的工件材料