螺纹加工操作技能及注意事项.docx

螺纹加工操作技能及注意事项.docx

《螺纹加工操作技能及注意事项.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《螺纹加工操作技能及注意事项.docx（18页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

螺纹加工操作技能及注意事项

螺纹加工操作技能及注意事项

一、螺纹基本知识

1.螺纹的形成和螺纹种类

在圆柱或圆锥表面上，沿着螺旋线所形成的具有规定牙型的连续凸起称为螺纹。

在圆柱或圆锥外表面上所形成的螺纹称为外螺纹；在圆柱或圆锥内表面上所形成的螺纹称为内螺纹。

螺纹的种类分：

标准螺纹、特殊螺纹（螺纹牙型符合标准螺纹规定，而大径和螺距不符合标准）和非标准螺纹（有矩形螺纹、平面螺纹和滚动螺纹等）。

标准螺纹又分普通螺纹（细牙螺纹和粗牙螺纹）、管螺纹（非密封管螺纹和密封管螺纹）、梯形螺纹、锯齿形螺纹。

2.螺纹的基本要素

2.1螺纹要素：

牙型、公称直径、大径（D、d）、螺距Ｐ（或导程Ｐh）、线数n、螺纹精度、旋向。

a）三角形螺纹b）矩形螺纹c）梯形螺纹d）圆弧螺纹e）锯齿形螺纹

图：

各种螺纹的牙型

2.2螺纹代号：

标准螺纹代号的表示顺序是：

牙型--公称直径×螺距（导程/线数）——精度等级——旋向。

①普通螺纹代号普通螺纹代号按GB/T193—2003规定如下：

粗牙普通螺纹用字母“M”及“公称直径”表示；细牙普通螺纹用字母“M”及“公称直径×螺距”表示。

当螺纹为左旋时，在螺纹代号之后加写“LH”

②梯形螺纹代号梯形螺纹代号按GB/T5796—2005标准规定如下：

梯形螺纹用“Tr”表示，单线螺纹用“Tr”及“公称直径×螺距”表示；多线螺纹用“Tr”及“公称直径×导程（P螺距）”表示；当螺纹为左旋时，在代号之后加注“LH”。

2.3螺纹标记：

标准螺纹的表示方法

二、攻螺纹

用丝锥在孔中切削出内螺纹的加工方法，称为攻螺纹，攻螺纹（亦称攻丝）是用丝锥在工件内圆柱面上加工出内螺纹。

1.攻螺纹用的工具

1.1丝锥

1）丝锥的分类

①根据使用方法：

手用丝锥和机用丝锥；

②按加工方式分:

切削丝锥和挤压丝锥；

③按被加工螺纹分:

公制粗牙丝锥,公制细牙丝锥,管螺纹丝锥等；

④根据其形状分为直槽丝锥，螺旋槽丝锥和螺尖丝锥；

⑤根据螺纹的旋向，可分为右旋丝锥和左旋丝锥。

机用和手用丝锥：

是切制普通螺纹的标准丝锥。

实际上两者的结构和工作原理基本相同。

手用丝锥机用丝锥

图：

丝锥的分类

直槽丝锥：

它通用性最强，切削锥部分可以有2、4、6牙，短锥用于不通孔，长锥用于通孔。

只要底孔足够深，就应尽量选用切削锥长一些的，这样分担切削负荷的齿多一些，使用寿命也长一些。

螺旋槽丝锥：

螺旋槽丝锥比较适合加工不通孔螺纹（也叫盲孔），加工时切屑向上排出。

由于螺旋角的缘故，丝锥实际切削前角会随螺旋角增大而加大。

螺尖丝锥：

加工螺纹时切屑向前排出，通孔螺纹应优先采用螺尖丝锥。

先端丝锥：

先端丝锥加工螺纹时切屑向下直接排出，它的芯部尺寸设计比较大，强度较好，可承受较大的切削力。

加工有色金属、不锈钢、黑色金属效果都很好，通孔螺纹应优先采用先端丝锥。

挤压丝锥：

根据使用方法，常分为手用丝锥、机用丝锥、螺母丝锥（用于在螺母加工机床上切制螺纹）、板牙丝锥（用于切制和校正板牙螺纹）、管螺纹丝锥和锥形螺纹丝锥。

内容屑丝锥：

其显著特点是在头部开一个足够大的容屑槽，采用特殊的设计以达到较高的加工质量。

尤其在大螺纹加工方面优势显著。

广泛应用在风力发电、汽轮机、造船、矿山石油等行业。

2）丝锥的选用

我们经常使用的是：

直槽丝锥、螺旋槽丝锥、螺尖丝锥、挤压丝锥，其性能各有所长。

直槽丝锥通用性最强，通孔或不通孔、有色金属或黑色金属均可加工，价格也最便宜。

但是针对性也较差，什么都可做，什么都不是做得最好。

螺旋槽丝锥比较适合加工不通孔螺纹，加工时切屑向后排出。

由于螺旋角的缘故，丝锥实际切削前角会随螺旋角增大而加大。

经验告诉我们：

加工黑色金属的，螺旋槽丝锥螺旋角选的小一点，一般在30度左右，保证螺旋齿的强度。

加工有色金属的，螺旋槽丝锥螺旋角选的大一点，可在45度左右，切削锋利一些。

螺尖丝锥加工螺纹时切屑向前排出。

挤压丝锥比较适合加工有色金属。

3）丝锥的构造

①丝锥由工作部分和柄部构成。

工作部分又分切削部分和校准部分，前者磨有切削锥，担负切削工作，后者用以校准螺纹的尺寸和形状。

a）外形b）切削部分和校准部分的角度

图：

丝锥的构造

一般手用丝锥α0=60~80，机用丝锥α0=100~120，齿侧后角为00。

标准丝锥切削部分的前角一般为8°~10°。

②容屑槽：

M8以下的丝锥一般有三条容屑槽，M8~M12的丝锥有三条，也有四条容屑槽的，M12以上的丝锥有四条容屑槽，直径在M40以上的丝锥有五条容屑槽的。

图：

切削部分齿部放大图

③成套丝锥切削用量分配：

丝锥通常分单支或成套的。

中小规格的通孔螺纹可用单支丝锥一次攻成。

当加工盲孔或大尺寸螺孔时常用成套丝锥，即用2支以上的丝锥依次完成一个螺孔的加工。

成套丝锥有等径和不等径两种设计。

等径设计的丝锥,各支仅切削锥长度不同；不等径设计的丝锥,各支螺纹尺寸均不相同，只有最后一支才具有完整的齿形。

在成套丝锥中，对每支丝锥的切削量分配有两种方式，即锥形分配和柱形分配。

a）锥形分配b）柱形分配

图7—7丝锥切削量分配

A、锥形分配

是指在成套丝锥中，每支丝锥的大径，中径，小径都相同，所以也称等径丝锥，所不同的只是切削部分的切削锥角及长度不同。

一般M6-M24丝锥二只一套，小于M6大于M24丝锥三只一套。

以三支/组为例，可分为粗锥，中锥，和精锥。

粗锥的切削部分长度为5-7个螺距，中锥的切削部分长度为2.5-4个螺距，精锥的切削部分长度为1.5-2个螺距。

这种分配形式的丝锥制造简单。

中锥和精锥使用超过磨损极限后可改为粗锥使用，利用率较高。

在加工通孔螺纹时，只需使用粗锥丝锥就能攻制初符合螺纹参数要求的螺孔，所以效率较高。

但是，锥形分配的丝锥攻制螺纹时，切削负荷由一支丝锥承担，所以承受的负荷较大，丝锥易磨损，而且攻制的螺纹精度和表面粗糙度都较差。

应用锥形分配的丝锥能一次成形，切削厚度大，切屑变形严重，加工表面粗糙度差。

M12以下丝锥应用锥形分配。

B、柱形分配（不等径丝锥）

是指一套丝锥中各丝锥的大径，中径和小径都不相同，以三支/组为例，可分为头攻第一粗锥、二攻第二粗锥、三攻精锥，只有精锥才具有螺纹要求的廓形和尺寸，所以也称不等径丝锥。

所以，头攻、二攻的大中小径都不同，三攻按螺纹规格设计。

切削用量分配：

6：

3：

1两支一套为7.2：

2.5。

此外，各丝锥的切削长度和主偏角也各不相同。

柱形分配丝锥攻制螺纹时切削负荷分配合理。

因此攻螺纹省力，丝锥磨损均匀，而且精锥攻螺纹时顶刃和侧刃均有切削余量，攻出的螺纹精度和表面粗糙度都较好。

但是，柱形分配丝锥每组内各丝锥的螺纹参数都不相同，设计以及制造均较困难，而且不论加工通孔螺纹还是不通孔螺纹，都必须经过精锥加工才符合螺纹参数的要求，所以生产率较低，所以生产率较低。

柱形分配切削省力各锥磨损量较小，适用M12以上丝锥。

1.2铰杠

铰杠是用来夹持丝锥柄部的方榫，带动丝锥旋转而切削的工具。

①作用：

夹住丝锥、铰刀等；

②种类：

普通和丁字形铰杠。

图：

普通铰杠a）固定式b）活络式图：

丁字形铰杠a）固定式b）活络式

表：

活络铰杠适用范围单位：

mm

活络铰杠规格

150

230

280

380

580

600

适用丝锥范围

M5—M8

M8—M12

M12—M14

M14—M16

M16—M22

M24以上

2.攻螺纹前底孔直径与孔深的确定

2.1确定底孔直径

攻螺纹时，丝锥的每个切削刃，除起切削作用外，还对材料有较强地挤压作用。

因此螺纹的牙型在顶端被挤出凸起一些，如下图所示，材料塑性愈好，则挤出的愈多，此时，如果螺纹牙顶与丝锥牙底之间没有足够的容屑空间，丝锥就会被挤压出来的材料箍住,易造成崩刃、折断和使攻出的螺纹烂牙,所以攻螺纹前的底孔直径（即钻孔直径）必须稍大于螺纹小径。

图：

攻螺纹时的挤压现象

加工普通螺纹底孔的直径，用下列两种计算公式来求：

对钢和塑性较大材料，扩张量中等的条件下，钻头直径为:

d0=D-P

对铸铁和其他塑性较小材料，扩张量较小的条件下，钻头直径为：

d0=D-（1.05~1.1）P

式中D—内螺纹大径mm

P—螺距mm

例1、在中碳钢和铸铁工件上，分别攻制M14的螺纹，求各自钻底孔的钻头直径是多少？

解：

根据《螺纹基本尺寸对照表》可知，M14螺纹的螺距P=2mm，

中碳钢属塑性较大的材料，钻头直径为：

d0=D-P=14-2=12mm

铸铁属脆性材料，钻头直径为：

d0=D-（1.05~1.1）P=14-（1.05~1.1）x2=11.8~11.9mm

表：

螺纹基本尺寸对照表

2.2攻螺纹前底孔深度

攻不通螺纹孔时，由于丝锥切削部分不能切出完整的螺纹牙型，所以钻孔深度要大于所需的螺纹有效长度。

钻孔深度可按下式计算：

钻孔深度H=所需螺纹深度+0.7D（mm）其中D为螺纹大径

3、攻螺纹的操作要点及注意事项

①底孔直径和深度尺寸确定后，攻丝时端面孔口要倒角，若是通孔，则孔的两端孔口都要倒角，这样可使丝锥容易切入，并可防止孔口毛刺和螺纹崩牙；

②工件装夹要正确，尽量使螺孔轴线处于垂直位置，使攻螺纹时容易判断丝锥轴线是否垂直于工件的平面；

③在攻丝开始时，要尽量把丝锥放正，然后对丝锥加压力并转动绞手，当切入1-2圈时，仔细检查和校正丝锥的位置。

一般切入3-4圈螺纹时，丝锥位置应正确无误。

以后，只须转动绞手，而不应再对丝锥加压力，否则丝锥崩牙或攻出的螺纹齿较瘦，螺纹牙形将被损坏；

④当丝锥校准部分进人螺孔后，每正转半圈到一圈就要退回1/4~1/2圈，使切屑碎断后容易排出，并可减少切削刃因粘屑而使丝锥轧住现象；攻下通孔时，要经常退出丝锥进行排屑；

⑤攻塑性材料的螺孔时，要加润滑冷却液。

对于钢料，一般用机油或浓度较大的乳化液要求较高的可用菜油或二硫化钼等。

对于不锈钢，可用30号机油或硫化油；

⑥用了头攻后，再用二攻、三攻时，必须将丝锥旋入螺孔，攻丝过程中换用后一支丝锥时，要用手先旋入已攻出的螺纹中，至不能再旋进时，然后用绞手扳转。

在末锥攻完退出时，也要避免快速转动绞手，最好用手旋出，以保证已攻好的螺纹质量不受影响；

⑦小于M12的丝锥一般是等径丝锥，攻M12以下的螺纹通孔，只须使用头锥一攻到底把丝锥从孔底取出，螺孔即攻成；

⑧操作过程中不要用嘴直接吹切屑，以防切屑飞入眼内。

图：

攻螺纹的操作

4.攻螺纹的异常情况处理

丝锥在使用过程中会出现一系列的问，下面对攻螺纹过程中出现的问题、产生原因及处理方法汇总：

出现的问题

产生的原因

处理方法

丝锥折断

1.丝锥螺纹底孔加工时，底孔直径偏小，排屑不好造成切屑堵塞；

2.攻盲孔丝锥螺纹时，钻孔的深度不够；

3.攻丝锥螺纹的速度太高过快；

4.攻丝锥螺纹用的丝锥与丝锥螺纹底孔直径不同轴；

5.丝锥刃磨参数的选择不合适；

6.被加工件硬度不稳定；

7.丝锥使用时间过长，过度磨损。

1.正确地选择丝锥螺纹底孔的直径；

2.刃磨刃倾角或选用螺旋槽丝锥；

3.钻底孔的深度要达到规定的标准；

4.适当降低切削速度，按标准选取；

5.攻丝锥螺纹时校正丝锥与底孔，保证其同轴度符合要求，并且选用浮动攻丝锥螺纹夹头；

6.增大丝锥前角，缩短切削锥长度；

7.保证工件硬度符合要求，选用保险夹头；

8.发现丝锥磨损应及时更换。

丝锥崩齿

1.丝锥前角选择过大；

2.丝锥每齿切削厚度太大；

3.丝锥的淬火硬度过高；丝锥磨损严重。

1.适当减小丝锥前角；

2.适当增加切削锥的长度；

3.降低硬度并及时更换丝锥。

丝锥磨损过快

1.攻丝锥螺纹时速度过高；

2.丝锥刃磨参数选择不合适；

3.切削液选择不当，使用不充分；

4.工件的材料硬度过高；

5.丝锥刃磨时，产生烧伤现象。

1.适当降低切削速度；

2.减小丝锥前角，加长切削锥的长度；

3.选用润滑性好的切削液；

4.对被加工工件进行适当的热处理；

5.正确的刃磨丝锥。

丝锥螺纹中径过大

1.丝锥的中径精度等级选择不当；

2.切削液选择不合理；

3.攻丝锥螺纹的速度过高；

4.丝锥与工件丝锥螺纹底孔同轴度差；

5.丝锥刃磨参数选择不合适；

6.刃磨丝锥产生毛刺；

7.丝锥切削锥长度过短。

1.选择合适精度等级的丝锥中径；

2.选择适宜的切削液并适当降低切削速度；

3.攻丝锥螺纹时校正丝锥和丝锥螺纹底孔同轴度；

4.采用浮动夹头；

5.适当减小前角与切削锥后角；

6.消除刃磨丝锥产生的毛刺，并适当增加切削锥长度。

丝锥螺纹中径过小

1.丝锥的中径精度等级选择不当；

2.丝锥刃磨参数不合适；

3.丝锥磨损；

4.切削液选择不合适。

1.选择适宜精度等级的丝锥中径；

2.适当加大丝锥前角和切削锥度；

3.更换磨损过大的丝锥；

4.选用润滑性好的切削液。

丝锥螺纹表面粗糙度大

1.丝锥刃磨参数不合适；

2.工件的材料硬度过低；

3.丝锥刃磨质量差、切削液选择不当；

4.攻丝锥螺纹的削速度太高；

5.丝锥磨损大。

1.适当加大丝锥前角，减小切削锥度；

2.进行热处理，适当提高工件硬度；

3.保证丝锥前刀面有较低的表面粗糙度值；

4.选择润滑性好的切削液；

5.适当降低切削速度；

6.更换已磨损的丝锥。

5.从螺孔中取出断丝锥的方法

①用样冲或狭錾。

②在带方榫的断丝锥上，拼紧两个螺母。

③条件允许时，在断丝锥上焊上一个六角螺钉。

④用乙炔火焰对断丝锥加热，使之退火。

⑤用电火花加工机床，将断丝锥电蚀掉。

三、套螺纹

用板牙在圆杆或管子上切削出外螺的加工方法，称为套螺纹，套螺纹（或称套丝、套扣）是用板牙在圆柱杆或圆锥表面上加工出外螺纹的操作。

1.套螺纹工具

1.1板牙

加工或修正外螺纹的螺纹加工工具。

用合金工具钢9SiGr制成，并经热处理淬硬。

其外形像一个圆螺母，只是上面钻有3～4个排屑孔，并形成刀刃。

板牙相当于一个具有很高硬度的螺母，螺孔周围制有几个排屑孔，一般在螺孔的两端磨有切削锥。

板牙可装在板牙扳手中用手工加工螺纹，也可装在板牙架中在机床上使用。

板牙加工出的螺纹精度较低，但由于结构简单、使用方便，在单件、小批生产和修配中板牙仍得到广泛应用。

图：

板牙

1.2板牙的分类

板牙按外形和用途分为圆板牙、方板牙（四方板牙）、六方板牙（六角板牙）和管形板牙。

其中以圆板牙应用最广，规格范围为M0.25～M68毫米。

当加工出的螺纹中径超出公差时，可将板牙上的调节槽切开，以便调节螺纹的中径。

（1）圆板牙

（2）方板牙（四方板牙）（3）六方板牙（六角板牙）（4）管形板牙

图：

板牙的分类

圆板牙、六方板牙国家均有国标，但五金市场上一般只能买到圆板牙，很难买到六方板牙，更别说四方板牙了。

由于四方板牙没有国标，生产厂家更少，且外观也不尽相同。

但是，四方板牙在维修和安装机器设备中，却非常有用。

例如，安装机床时，地脚螺栓的螺纹往往容易损坏，一般单位只有圆板牙，圆板牙必须要板牙架才能套丝，而板牙架非常大，又占空间，机床地脚处无法套丝。

此时，只要把圆板牙在砂轮上改磨成四方板牙即可，然后用活动扳手就可套丝了。

1.3板牙的结构

板牙由切屑部分、定位部分和排屑孔组成。

圆板牙孔两端的锥角（2ψ=40°~50°）是切削部分。

切削部分不是圆锥面，而是经过铲磨而成的阿基米德螺旋面，形成前刀面是曲线形，前角在曲率小处为最大，曲率大处为最小，一般粗牙大小沿削刃而变化，因为前刀面是曲线形，前角在曲率小处为最大，曲率大处为最小，一般粗牙30°~35°，细牙г=25°~30°。

板牙中间一段是定位部分，也是校准部分。

定位部分起修光作用。

它的前角比切削部分的前角小4°~6°，后角为0º。

圆板牙的外圆周上有四个锥坑和一条V形槽，锥坑用于定位和紧固板牙。

图：

板牙的结构

1.4圆板牙架

板牙架是用来夹持板牙、传递扭矩的工具。

使用时，调整螺钉和拧紧紧定螺钉，将板牙紧固在板牙架中。

不同外径的板牙应选用不同的板牙架。

图：

板牙架

2.套螺纹前圆杆直径的确定

套螺纹时，金属材料因受板牙的挤压而产生变形，牙顶将被挤得高一些，所以套螺纹前圆杆直径应稍小于螺纹大径。

圆杆直径dG按下列经验公式计算：

　　当P=0.5~1.25mm时，dG=d-0.2P

P=1.5~3mm时，dG=d-0.13P

　　式中d—螺纹大径（mm）

　　P—螺距（mm）

　　圆杆直径dG，也可查看下图。

注意，仅供参考。

3.手工套螺纹的方法和注意事项

①套丝前，按规定确定圆杆直径，圆杆端头要倒成15°~20°斜角，顶端最小直径要小于螺纹小径，以易于板牙对正切入。

②尽可能减小螺栓坯料的直径，即确保与螺栓大径有关的公差靠近下限，这样可把攻丝时产生的切削力降至最低。

　　③套丝时，切削力矩很大，圆杆套丝部分离钳口要近。

夹紧时，要用硬木或厚铜板作钳口衬垫来夹圆杆，要求既能夹紧又不夹坏圆杆表面。

　　④套丝时，板牙端面与圆杆轴线应垂直，避免切出的螺纹牙型一面深，一面浅。

切入1-2圈时，要注意检查板牙的端面与圆杆轴线的垂直度。

⑤套螺纹开始时，为了使板牙切入材料，要在两手转动板牙的同时，施加轴向压力，转动要慢，压力要大，当板牙已旋入圆杆套出螺纹后，不再用力，只要均匀旋转。

⑥为了提高螺纹表面质量和延长板牙使用寿命，套螺纹时要使用切削液。

主要目的是润滑，一般用浓度较高的乳化液，机油或二硫化钼等。

⑦为了断屑，板牙也要时常倒转一下，排屑孔中，切屑较多时，也要及时清理。

⑧操作过程中不要用嘴直接吹切屑，以防切屑飞入眼内。

图：

套螺纹的操作