2.6 螺紋加工

常見的螺紋加工方法，主要有攻螺紋（俗稱攻絲）、套螺紋（俗稱套絲）等。用絲錐在工件孔中切削出內(nèi)螺紋稱為攻螺紋。用板牙在圓柱桿上切削出外螺紋稱為套螺紋。

1．螺紋加工的刀具

絲錐是加工內(nèi)螺紋的刀具，有手用絲錐、機(jī)用絲錐和管螺紋絲錐三種。通常手用絲錐中，M6～M24的絲錐由兩支組成一套，M6以下或M24以上的絲錐由三支組成一套，細(xì)牙絲錐不論大小均為兩支一套。機(jī)用絲錐為兩支一套。每套絲錐的大徑、中徑、小徑都相等（故又稱等徑絲錐），只是切削部分的長短和錐角不同。切削部分從長到短，錐角（2φ）從小到大依次稱為頭錐（初錐）、二錐（中錐）、三錐（底錐）。攻螺紋時，所切削的金屬頭錐占60%，二錐占30%，三錐起定徑和修光作用，切削較少，約占10%。

管螺紋絲錐分圓柱式和圓錐式兩種。55°非密封管螺紋（俗稱圓柱管螺紋）絲錐與手用絲錐相似，但它的工作部分較短，一般以兩支為一套，可攻各種55°非密封管螺紋。55°密封管螺紋絲錐的直徑從頭到尾逐漸加大，而螺紋齒形仍然與絲錐中心線垂直，保持內(nèi)外錐螺紋齒形有良好接觸。由于管螺紋絲錐工作時的切削量較大，故機(jī)用的絲錐較多，也有手用的。

2．攻螺紋

攻螺紋有手工攻螺紋與機(jī)床攻螺紋兩種。

（1）攻螺紋的工具 攻螺紋的工具主要有：鉸杠（俗稱鉸手）、攻螺紋安全夾頭及快換絲錐安全夾頭等。

1）鉸杠。鉸杠又稱絲錐扳手，手用絲錐攻螺紋時，一定要用鉸杠。鉸杠的結(jié)構(gòu)形式如圖2-67所示。

一般攻M5以下的螺紋孔，宜用固定式鉸杠。可調(diào)鉸杠有150～600mm六種規(guī)格，可攻M5～M24的螺紋孔。當(dāng)需要攻工件高臺階旁邊的螺紋孔或箱體內(nèi)部的螺紋孔時，需用丁字鉸杠。

2）攻螺紋安全夾頭。在機(jī)床上攻螺紋時，采用安全夾頭來裝夾絲錐，可以對絲錐起到安全保護(hù)、防止折斷、更換方便的作用，同時在不改變機(jī)床轉(zhuǎn)向的情況下，可以自動退出絲錐。常用的安全夾頭有以下兩種：

①彈性摩擦攻螺紋安全夾頭。這種安全夾頭是通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺母來調(diào)節(jié)扭矩大小。在攻螺紋過程中，當(dāng)切削力矩突然超過所調(diào)整的扭矩時，外套就不再隨夾頭體轉(zhuǎn)動，從而起到安全保護(hù)作用。當(dāng)使用不同直徑的絲錐時，只要更換相應(yīng)的夾頭和橡皮圈即可。

②快換絲錐安全夾頭。這種夾頭是通過擰緊調(diào)節(jié)螺母，在夾頭體、中心軸、摩擦片之間產(chǎn)生摩擦力來帶動絲錐攻螺紋的。根據(jù)不同的螺紋直徑，調(diào)整調(diào)節(jié)螺母的松緊，使其超過一定扭矩時打滑，便可起到安全保護(hù)作用。

（2）攻螺紋前底孔直徑的確定 攻螺紋時，絲錐在切削金屬的同時，還伴隨較強(qiáng)的擠壓作用。為防止絲錐卡住折斷，要求攻螺紋前的底孔直徑應(yīng)大于螺紋標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的螺紋小徑。

1）攻普通螺紋時底孔直徑的確定。攻普通螺紋的底孔直徑根據(jù)所加工的材料類型由下式?jīng)Q定：

①加工鋼或塑性較高的材料時，鉆頭直徑d0取d0=D-P，其中D為螺紋大徑（mm），P為螺距（mm）。

②加工鑄鐵和塑性較小的材料時，擴(kuò)張量較小，鉆頭直徑d0取d0=D-（1.05～1.1）P。

鉆普通螺紋底孔的鉆頭直徑的也可參照表2-16選取。

2）攻寸制螺紋（俗稱英制螺紋）時底孔直徑的確定。寸制螺紋攻螺紋時，鉆底孔的鉆頭直徑一般按下列經(jīng)驗公式計算：

①加工鋼或彈塑性材料時，d0=（D-0.9P）×25.4mm。

②加工鑄鐵或塑性較小的材料時，d0=（D-0.98P）×25.4mm，其中P為寸制螺紋螺距，即每英寸牙數(shù)的倒數(shù)，如每英寸12牙，即P=1/12。

（3）攻螺紋底孔深度的確定 攻不通孔（盲孔）螺紋時，由于圖樣上通常只標(biāo)注具有完整螺紋部分的深度H，但因絲錐切削部分有錐角，端部不能切出完整的牙型，所以鉆底孔深度H1要大于螺紋孔深度H，一般可按H1=H+0.7D確定，其中D為螺紋大徑。

（4）手工攻螺紋操作要點 手工攻螺紋的操作方法及工作要點主要有以下方面：

1）螺紋底孔的孔口要倒角，螺紋通孔的兩端都要倒角，以防止絲錐切入和切出時孔口螺紋崩裂。

2）工件裝夾要平正牢靠。攻螺紋時絲錐在孔口應(yīng)放正，然后用一只手壓絲錐，另一只手轉(zhuǎn)動鉸杠，并隨時觀察和校正絲錐位置，使絲錐的位置正確無誤。當(dāng)攻下3～4個螺紋牙后，就不必再加壓力，只需兩手均勻用力轉(zhuǎn)動鉸杠即可。

3）絲錐進(jìn)入孔內(nèi)時，每轉(zhuǎn)動0.5～1圈要倒轉(zhuǎn)0.5圈，以使切屑割斷，從而易于從孔中排出。在攻M5以下螺紋、較深螺孔，尤其是攻高彈塑性材料螺紋時，更應(yīng)及時倒轉(zhuǎn)。攻不通孔螺紋時，要經(jīng)常退出絲錐，及時排除孔中切屑。當(dāng)攻到底孔時，更要及時清除積屑，以免絲錐被卡住。

4）先用頭錐攻，再用二錐攻。在更換絲錐過程中，要用手將絲錐先旋入到不能再轉(zhuǎn)時，然后用鉸杠轉(zhuǎn)動。攻彈塑性材料螺孔時，要加潤滑油。

5）絲錐退出時，先用鉸杠將絲錐倒轉(zhuǎn)松動，然后取下鉸杠用手旋出，以防破壞螺孔表面的光潔度。

（5）攻螺紋常用的方法 攻螺紋常用的方法有以下兩種：

1）鉆底孔與攻螺紋一次裝夾完成。對于單件手攻螺紋時，應(yīng)在鉆床上鉆完底孔后，用鉆夾頭夾一個60°的圓錐體，頂住絲錐柄部中心孔后先用鉸杠攻幾扣，保證垂直，然后卸下零件，再手攻螺紋。

機(jī)攻螺紋時，鉆完底孔后，換機(jī)用絲錐直接攻螺紋。

2）攻螺紋常用的工具及夾具。當(dāng)攻螺紋零件的數(shù)量較多時，為了保證攻螺紋質(zhì)量，提高效率，常用的攻螺紋工具如圖2-68所示。

（6）絲錐的修磨 攻螺紋時，若絲錐磨損可按以下方法進(jìn)行修磨。

1）修磨絲錐前刃面。絲錐前刃面磨損不嚴(yán)重時，可先用圓柱形油石研磨齒槽前面，然后用三角油石輕輕研光前刃面，如圖2-69所示。研磨時，不允許將齒尖磨圓。

如絲錐磨損嚴(yán)重，就需在工具磨床上修磨，修磨時要控制好前角，如圖2-70所示。絲錐的前角γ0大小，主要是根據(jù)加工材料的性質(zhì)來決定，一般可參照表2-17選用。

2）修磨絲錐切削部分后刃面。當(dāng)絲錐的切削部分磨損時，可在工具磨床上修磨后刃面，以保證絲錐各齒槽的切削錐角和后角的一致性。實際生產(chǎn)時，操作人員也可在砂輪機(jī)上修磨后刃面，如圖2-71所示。刃磨的方法與鉆頭刃磨相似，要求也基本相同。

3．板牙

板牙是加工外螺紋的刀具，按所加工螺紋類型的不同，有圓板牙及55°密封管螺紋板牙兩類，用合金工具鋼或高速鋼制作并經(jīng)淬火處理。

（1）圓板牙 圓板牙形狀和螺母相似，在靠近螺紋大徑處鉆幾個排屑孔，并形成切削刃。板牙由切削部分和校準(zhǔn)部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖2-72所示。

（2）55°密封管螺紋板牙 這種板牙專門用來套小直徑管子端頭的錐形螺紋，如圖2-73所示。55°密封管螺紋板牙只是在單面制成切削錐，只能單獨使用，其他部分的結(jié)構(gòu)與圓板牙相似。

4．套螺紋

在圓柱桿上加工出螺紋，通常采用手工操作完成，稱為手工套螺紋。

（1）套螺紋的工具 手工套螺紋用的工具主要為圓板牙架。圓板牙架用以安裝板牙，常見結(jié)構(gòu)如圖2-74所示。使用時，調(diào)整螺釘和擰緊緊定螺釘，將板牙緊固在板牙架中。

（2）套螺紋前圓桿直徑的確定 與絲錐攻螺紋一樣，用圓板牙在工件上套螺紋時，材料同樣因受擠壓而變形，牙頂將被擠高一些，所以套螺紋前圓桿直徑應(yīng)稍小于螺紋的大徑尺寸。一般圓桿直徑用下式計算：

d0=d-0.13P

式中 d0——套螺紋前圓桿直徑（mm）；

d——螺紋大徑（mm）；

P——螺距（mm）。

套螺紋前圓桿直徑也可按表2-18確定。

①in為非法定計量單位，1in=25.4mm。

（3）手工套螺紋操作要點 手工套螺紋的操作方法及工作要點主要有以下方面：

1）套螺紋前，圓桿端頭要倒成15°～20°斜角，如圖2-75所示，頂端最小直徑要小于螺紋小徑，以易于板牙對正切入。

2）套螺紋時，切削力矩很大，圓桿套螺紋部分離鉗口要近。夾緊時，要用硬木或厚銅板作鉗口襯墊來夾圓桿，要求既能夾緊又不夾壞圓桿表面。

3）套螺紋時，板牙端面與圓桿軸線應(yīng)垂直，用左手掌端按壓板牙，右手轉(zhuǎn)動板牙架。當(dāng)板牙已旋入圓桿套出螺紋后，不再用力，只要均勻旋轉(zhuǎn)。為了斷屑，需時常倒轉(zhuǎn)。套鋼桿螺紋時要加切削液，以提高螺紋表面光潔程度和延長板牙壽命。