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攻螺纹的最全讲解——从螺纹讲到丝锥种类,涂层,选择原则,攻丝技巧

作者:天津一诺成科技有限公司 浏览: 发表时间:2021-11-07 20:06:52 来源:网络

丝锥是加工各种中、小尺寸内螺纹的刀具,它结构简单,使用方便,既可手工操作,也可以在机床上工作,在生产中应用得非常广泛。在加工过程中搞不定攻丝?今天就分享一些诀窍给你,让你更了解攻丝!

什么是攻丝

攻丝是用丝锥在工件的孔内部切削出内螺纹。

(1)决定丝锥性能的因素包括:

工件材料切削速度切削刃材料刀柄丝锥形式孔的尺寸攻丝刀柄切削液孔深

(2)螺距:螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

(3)导程:同一螺旋线上相邻两牙对应点的轴向距离。用代号S表示。

(2)平衡各种选项: 必须兼顾应用的方方面面

(3)丝锥设计要点

1)对于形成长屑的较软的粘性材料

丝锥结构简单前角和钩形角度较大后角和避空较大自由切削易于崩刃丝锥整体较脆弱容屑空间大

2)对于硬性材料

丝锥具有重载结构前角和钩形角度小铲背和后角小切削压力较高刃口设计粗壮,减少崩刃横截面大容屑空间有限

(4)丝锥设计需考虑的因素:丝锥槽型、刀具材料、表面强化处理。这些设计特点必须保持平衡,才能提供适当的切削,切屑控制,润滑和扭转强度。

必须在切削中途停止并反转出孔,而切削依然留在沟槽中。这就给金属加工中的攻丝和丝锥的设计带来一个最大的挑战。

丝锥的形状

(1)丝锥切削面的类型

①正确选用丝锥正向钩形丝锥

②正确选用丝锥小的或负向钩形角丝锥

(2)丝锥切削锥

每增加一个切削锥齿,丝锥使用寿命都会按指数延长。测试表明每加半个切削齿螺纹, 刀具使用寿命就会加倍。与其他刀具不同, 丝锥切屑荷载只能随着排屑槽数量和切削锥长度改变而改变。(我们推荐你关注“机械工程师”公众号,第一时间掌握干货知识、行业信息)

(3)倒锥:与其他所有的刀具类似,丝锥也略有倒锥。

(4)螺纹铲背

螺纹铲背的优点有:

切削轻快,热量积聚少丝锥上缠绕,粘结的材料少(粘屑,积屑瘤少)可采用较高的攻丝速度补偿工件材料的塑性变形

螺纹铲背的缺点有:

切削刃变脆,易于崩刃主轴和装夹(包括浮动刀柄)刚性不足是会使螺纹变差在反转时非常细小的切屑可能会嵌入使切削刃崩刃

(5)丝锥公差

每个丝锥都有专用的中径尺寸。

标有 H 或 D 公差的丝锥 ( 主要是美国的丝锥 )

H/D 公差表示丝锥的螺纹尺寸。字母表明丝锥的尺寸大于或高于基本中径 (“H”=英制 , “D” =公制 ), 还是低于基本中径 (“L”=英制 , "DU"= 公制 )。实际丝锥尺寸数字与基本中径有关,如:H2,D3,L1,或 DU2每个丝锥都有专用的中径尺寸!

丝锥往往标有螺纹等级

通用 HP 丝锥系列标明丝锥是符合部件配合等级的正确尺寸3B级丝锥适用于 2B 级部件标有 “ X” 的丝锥等级表明其公差较大,用于精密丝锥,电镀或热处理部件,或用于接近(弹性记忆)的材料 。

电镀的攻丝螺纹

对于内螺纹,您必须选择较大公差等级的丝锥较大的中径会使螺纹尺寸稍微大一些电镀以后的增大量又会使螺纹尺寸回到规定值

丝锥的切削处理

(1)孔的类型和切屑处理

(2)挤出切削,螺旋排屑槽丝锥

最适合用于盲孔和深孔加工推荐用于产生粘连切屑的材料非常适合用于断续切削

螺旋排屑槽丝锥的锥芯很薄,是丝锥设计中最脆弱的部分。因此,速度要比直排屑槽丝锥低30%~40%,以免断裂。

(3)拉出切削

(4)直排屑槽丝锥

强度最大的丝锥推荐用于易断屑的材料,如黄铜和铸铁或硬化钢通常需要冷却液或气体 冲洗排屑槽中的切屑可以具有多种切削锥形式

– Taper (Form A)“A” – 初锥

– Plug (Forms B & D)“B/D” – 中锥

– (Form C) “C” – 半平底或修正平底

– (Form E) “E”– 平底

(5)挤压丝锥:其加工特点是,无论在通孔还是盲孔中都不产生切屑。

(6)切削丝锥与挤压丝锥对比

(7)底孔尺寸对挤压螺纹的影响

丝锥的涂层

(1)涂层的优点

①表面处理

改进HSS丝锥的外观不会改变丝锥的尺寸

②丝锥寿命提高

耐磨性高减少摩擦和功耗减少崩刃和折断表面硬度少许提高

③提高螺孔的表面质量和尺寸精度

切削刃保持锋利具有润滑作用降低负荷和擦伤积屑瘤最少

(2)什么是积屑瘤?

工件材料熔焊或咬死在切屑刃上的积留物。

(3)传统的表面处理

(4)薄膜涂层

攻丝加工的成功诀窍

(1)确定螺纹百分比

钻头钻孔尺寸确定了螺纹底径与螺纹高度的百分比,你使用的钻头直径越大,达到的螺纹高度比越小!(我们推荐你关注“机械工程师”公众号,第一时间掌握干货知识、行业信息)

(2)底孔尺寸的选择

一般首选螺纹高度的65% 到70%!

83%高度的螺纹仅比65%高度的螺纹强度大2%,但是攻丝扭矩超过其两倍!

(3)常见问题

①产生削顶的原因

手动攻丝

– 手动进给不协调,进给太快或太慢

机床攻丝

– 非同步攻丝循环编程不当

丝杠机床

– 丝杠磨损或丝杠调整螺母松动产生背隙

凸轮进给机床

– 凸轮廓形不对或磨损

采用气动或液压的机床

– 不可控,压力太高或太低

齿轮进给机床

– 齿轮调整不当或磨损产生背隙

②解决削顶问题

对于最精密的螺纹,进给应与主轴转速同步!进给量和主轴旋转必须与螺纹螺距相匹配。

(6)CNC机床同步攻丝的优点

螺纹深度控制孔到孔尺寸一致消除削顶必要时可以复攻

(7)刀柄的选择

用于非同步攻丝

– 具有固定攻丝循环的采用钻进给的CNC机床

– 凸轮,齿轮,气动,或液压进给机构

用于同步攻丝

– 遇到尺寸过大/尺寸过小螺纹时

(8)刀柄维护

适当的刀柄维护可以确保加工高质量螺纹,和丝锥的使用寿命。

内部机构不应该有切屑和碎片经常润滑确保部件灵活移动,防止生锈经常测试刀柄,尤其是使用水溶性冷却液时

故障排出

(1)螺纹过大

攻丝数控设置

在无刚性攻丝循环的数控机床攻丝时:

编程进给量至丝锥倒程的95%~98%使用仅有伸长的刀柄或带压缩锁定的伸缩刀柄

在具有刚性攻丝循环的CNC机床上攻丝时:

丝锥导程编程为进给量 100%使用整体刀柄或同步刀柄

如果削顶使螺纹量规的止端通过 :

重新编程 ,遵照“非刚性”程序考虑使用快速更换接头。可以有最小“浮动”

(2)切屑缠绕

更改丝锥形式

→直槽

→较小的螺旋角

缩短切削锥更改前角形状增加槽数改变速度钩形较小的如是刚性攻丝,增加啄钻循环考虑挤压丝锥

(3)润滑选择

对于攻丝而言,润滑的目的是减少摩擦。因此,一般地,攻丝使用的是润滑剂,而非冷却液;如果是冷却液,则要增加 EP (超高压) 或HP (高压) 添加剂。

丝锥有固定的大量进给量,由丝锥齿距控制,钻进给量可以调至控制荷载。

(4)冷却液应用

丝锥选择基础

在选择丝锥之前,我们需要了解:

孔的类型,通孔,盲孔还是深孔最小钻孔深度要求的最短螺纹深度是否考虑采用挤压丝锥攻丝的工件材料


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