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    螺纹的讲解——从螺纹讲到丝锥种类，涂层，选择原则，攻丝技巧

    螺纹的讲解——从螺纹讲到丝锥种类，涂层，选择原则，攻丝技巧

                                螺纹的讲解——从螺纹讲到丝锥种类，涂层，选择原则，攻丝技巧

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    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！

    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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