技术专栏丨螺纹攻丝宝典
导语: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。攻丝的相关知识有哪些呢?本文总结很全面。
一、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
(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。
(4)螺纹的公称直径:除管螺纹以通管的内径(英寸单位)为公称直径外,其他螺纹的公称直径,均以螺纹的大径为公称直径(公制单位)。
(5)螺纹中径:中径最为重要,因为它控制所有螺纹组装的配合与强度。中径在节线上,这一位置的齿宽与相邻齿槽宽度一致。
二、螺纹的命名
英制螺纹:英制螺纹是螺纹尺寸用英制标注,是美国、英国与加拿大根据统一的体系开发的。
公制螺纹 :根据ISO(国际标准化组织)系统开发的,是全球公制螺纹的标准。
三、设计高性能攻丝加工
(1)完美应用
攻丝过程需要考虑的因素有:工件设计、丝锥设计、应用。其目标是降低切削力,同时丝锥强度达到最大。
(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
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
四、丝锥的形状
(1)丝锥切削面的类型
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。
(3)倒锥:与其他所有的刀具类似,丝锥也略有倒锥。
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
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 。
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
五、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
(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
(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
六、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
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
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?
七、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!
(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!
①产生削顶的原因
手动攻丝
机床攻丝
丝杠机床
凸轮进给机床
采用气动或液压的机床
齿轮进给机床
螺纹深度控制 孔到孔尺寸一致 消除削顶 必要时可以复攻
用于非同步攻丝
用于同步攻丝
(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
八、故障排除
(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
丝锥导程编程为进给量 100% 使用整体刀柄或同步刀柄
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
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
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