攻螺紋知識詳解,什麼是攻絲,螺紋的種類,絲錐設計和攻絲技巧

2020-03-29     科技智能製造

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,也可以在工具機上工作,在生產中應用得非常廣泛。在加工過程中搞不定攻絲?今天就分享一些訣竅給你,讓你更了解攻絲!

什麼是攻絲

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註,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)對於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
  • 易於崩刃
  • 絲錐整體較脆弱
  • 容屑空間大

2)對於硬性材料

  • 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並反轉出孔,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)絲錐切削麵的類型

正確選用絲錐正向鉤形絲錐

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)
  • 可採用較高的攻絲速度
  • 補償工件材料的塑性變形

螺紋鏟背的缺點有:

  • 切削刃變脆,易於崩刃
  • 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於或高於基本中徑 (「H」=英制 , 「D」 =公制 ), 還是低於基本中徑 (「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級絲錐適用於 2B 級部件
  • 標有 「 X」 的絲錐等級表明其公差較大,用於精密絲錐,電鍍或熱處理部件,或用於接近(彈性記憶)的材料 。

電鍍的攻絲螺紋

  • 對於內螺紋,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
  • 電鍍以後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

  • 最適合用於盲孔和深孔加工
  • 推薦用於產生粘連切屑的材料
  • 非常適合用於斷續切削

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
  • 推薦用於易斷屑的材料,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

絲錐的塗層

(1)塗層的優點

表面處理

  • 改進HSS絲錐的外觀
  • 不會改變絲錐的尺寸

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

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)什麼是積屑瘤?

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)薄膜塗層

攻絲加工的成功訣竅

(1)確定螺紋百分比

鑽頭鑽孔尺寸確定了螺紋底徑與螺紋高度的百分比,你使用的鑽頭直徑越大,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

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

  • 工具機攻絲

– 異步攻絲循環編程不當

  • 絲槓工具機

– 絲槓磨損或絲槓調整螺母鬆動產生背隙

  • 凸輪進給工具機

– 凸輪廓形不對或磨損

  • 採用氣動或液壓的工具機

– 不可控,壓力太高或太低

  • 齒輪進給工具機

– 齒輪調整不當或磨損產生背隙

解決削頂問題

對於最精密的螺紋,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工具機同步攻絲的優點

  • 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

  • 用於異步攻絲

– 具有固定攻絲循環的採用鑽進給的CNC工具機

– 凸輪,齒輪,氣動,或液壓進給機構

  • 用於同步攻絲

– 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,防止生鏽
  • 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工具機攻絲時:

  • 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工具機上攻絲時:

  • 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,增加啄鑽循環
  • 考慮擠壓絲錐

(3)潤滑選擇

對於攻絲而言,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,鑽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
  • 最小鑽孔深度
  • 要求的最短螺紋深度
  • 是否考慮採用擠壓絲錐
  • 攻絲的工件材料


轉自:金屬加工




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文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-mo/c6fjInEBiuFnsJQVgVdj.html