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        攻絲技術要點,只給你一個人

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        絲錐是加工各種中、小尺寸內螺紋的刀具,它結構簡單,使用方便,既可手工操作,也可以在機床上工作,在生產中應用得非常廣泛。攻絲的相關知識有哪些呢?本文總結很全面。

        什么是攻絲

        攻絲是用絲錐在工件的孔內部切削出內螺紋。

        (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、英國與加拿大根據統一的體系開發的。

        公制螺紋 :根據ISO(國際標準化組織)系統開發的,是全球公制螺紋的標準。

        設計高性能攻絲加工

        (1)完美應用

        攻絲過程需要考慮的因素有:工件設計、絲錐設計、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)絲錐設計要點

        1)對于形成長屑的較軟的粘性材料

        ● 絲錐結構簡單

        ● 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

        ● 絲錐具有重載結構

        ● 前角和鉤形角度小

        ● 鏟背和后角小

        ● 切削壓力較高

        ● 刃口設計粗壯,減少崩刃

        ● 橫截面大

        ● 容屑空間有限

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

        必須在切削中途停止并反轉出孔,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計帶來一個最大的挑戰。

        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

        螺紋鏟背的優點有:

        ● 切削輕快,熱量積聚少

        ● 絲錐上纏繞,粘結的材料少(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 )。

        ● 實際絲錐尺寸數字與基本中徑有關,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 。

        電鍍的攻絲螺紋

        ● 對于內螺紋,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

        ● 推薦用于產生粘連切屑的材料

        ● 非常適合用于斷續切削

        螺旋排屑槽絲錐的錐芯很薄,是絲錐設計中最脆弱的部分。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)傳統的表面處理

        (4)薄膜涂層

        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%,但是攻絲扭矩超過其兩倍!

        (3)常見問題

        ①產生削頂的原因

        ● 手動攻絲

        – 手動進給不協調,進給太快或太慢

        ● 機床攻絲

        – 非同步攻絲循環編程不當

        ● 絲杠機床

        – 絲杠磨損或絲杠調整螺母松動產生背隙

        ● 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

        – 齒輪調整不當或磨損產生背隙

        ②解決削頂問題

        對于最精密的螺紋,進給應與主軸轉速同步!進給量和主軸旋轉必須與螺紋螺距相匹配。

        (6)CNC機床同步攻絲的優點

        ● 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

        ● 用于非同步攻絲

        – 具有固定攻絲循環的采用鉆進給的CNC機床

        – 凸輪,齒輪,氣動,或液壓進給機構

        ● 用于同步攻絲

        – 遇到尺寸過大/尺寸過小螺紋時

        (8)刀柄維護

        適當的刀柄維護可以確保加工高質量螺紋,和絲錐的使用壽命。

        ● 內部機構不應該有切屑和碎片

        ● 經常潤滑確保部件靈活移動,防止生銹

        ● 經常測試刀柄,尤其是使用水溶性冷卻液時

        故障排出

        (1)螺紋過大

        攻絲數控設置

        在無剛性攻絲循環的數控機床攻絲時:

        ● 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

        在具有剛性攻絲循環的CNC機床上攻絲時:

        ● 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

        ● 改變速度

        ● 鉤形較小的

        ● 如是剛性攻絲,增加啄鉆循環

        ● 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給量,由絲錐齒距控制,鉆進給量可以調至控制荷載。

        (4)冷卻液應用

        絲錐選擇基礎

        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

        作者:王政超

        來源:刀具集(ID:daojujicom)

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