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螺纹加工的方法及注意事项

【摘要】:螺纹的加工方法很多,经常使用的有车削、套螺纹、攻螺纹、铣削、磨削和滚压加工,具体应根据螺纹的类别、精度及零件的结构与生产类型选择适用的加工方法。车削时只用中溜板横向进给,在几次行程后,将螺纹车到所需的尺寸和表面粗糙度,这种方法叫作直进法,适用于P<3 mm 的三角形螺纹的粗、精车。在车床上用板牙套螺纹的方法。套筒4 上有一条长槽,长槽内由销钉3 插入工具体2 中,防止套螺纹时转动。

螺纹的应用非常广泛,它既可用于零件之间的连接、紧固,又可用于传递动力,改变运动形式。螺纹的加工方法很多,经常使用的有车削、套螺纹、攻螺纹、铣削、磨削和滚压加工,具体应根据螺纹的类别、精度及零件的结构与生产类型选择适用的加工方法。

1.螺纹的车削加工

将工件表面车削成螺纹的方法称为车螺纹。螺纹按牙型分有三角螺纹、梯形螺纹、方牙螺纹等(见图3-67)。其中普通公制三角螺纹应用最广。

三角螺纹的加工一般选用高速钢、硬质合金螺纹车刀,三角形螺纹的车削方法有低速和高速车削两种,低速车削时选用高速钢螺纹车刀,高速车削则应选用硬质合金螺纹车刀。低速车削的精度高,表面质量好,但效率低。高速车削效率可达低速车削的几倍,只要方法得当,也可获得较满意的表面粗糙度。车螺纹时,为了保证齿形正确,三角螺纹车刀在安装时,刀尖必须与工件中心等高,且它的齿形要求对称和垂直于工件轴线。调整时可用对刀样板保证刀尖角的等分线严格地垂直于工件的轴线,如图3-68所示。

图3-67 螺纹类型

(a)三角螺纹;(b)方牙螺纹;(c)梯形螺纹

图3-68 三角形螺纹车刀及安装

(1)低速车削三角形外螺纹。

①直进刀法。车削时只用中溜板横向进给,在几次行程后,将螺纹车到所需的尺寸和表面粗糙度,这种方法叫作直进法,适用于P<3 mm 的三角形螺纹的粗、精车(P 为螺距)。如图3-69(a)所示。

图3-69 低速车削三角形螺纹的进刀方法

(a)直进刀法;(b)左右进刀法;(c)斜进刀法;(d)双面切削;(e)单面切削

②左右进刀法。车螺纹时,除中溜板做横向进给外,同时操纵小溜板将车刀向左或向右做微量移动,分别切削螺纹的两侧面,经几次行程后完成螺纹的车削加工,这种方法叫作左右进刀法,如图3-69(b)所示。

③斜进刀法。当粗车螺距较大、螺纹槽较深、切削余量较大的螺纹时,为了操作方便,除中溜板直进外,小溜板只向一个方向移动,这种方法叫作斜进刀法。如图3-69(c)所示。此法一般只用于粗车,且每边牙侧均留精车余量。精车时,则应采用左右切削法车削,具体方法是将螺纹的一侧车到位后,再移动车刀精车另一侧;当两侧面均车到位后,再将车刀移至中间位置,用直进法把牙底车到位,以保证牙底的清晰。

(2)高速车削三角形外螺纹。高速车削三角形外螺纹,只能采用直进刀法,而不能采用左右进刀法,否则会拉毛牙型的侧面,影响螺纹精度。高速车削三角形螺纹时,由于车刀对工件有较大的挤压力,容易使工件胀大,所以车削外螺纹前的工件直径一般比公称尺寸小(约0.13P)。

(3)乱扣及其预防。一般螺纹需要经过反复多次切削才能完成,如果第二次走刀时车刀刀尖不正对着前一刀车出的螺纹槽,而存在着偏左或偏右现象,会将螺纹车乱,这种现象称为乱扣。产生乱扣的主要原因是当丝杠转一转时,工件没有转过整数转。车螺纹时,工件和丝杠都在旋转,提起开合螺母之后,至少要等丝杠转一转,才能重新按下。当丝杠杆转一转时,工件转了整数转,车刀就能进入前一刀车出的螺旋槽内而不乱扣。如丝杠转一转之后,工件没有转整数转,就会产生乱扣。

据上述所知,若P/P2=整数,这时不乱扣,不是整数时是乱扣的。

车不乱扣的螺纹时,可以打开开合螺母进行退刀。

对于乱扣螺纹,预防乱扣的方法是在加工过程不要随意打开、合上开合螺母,而是采用开正反车的方法,即在第一次行程结束时,继续保持开合螺母闭合状态,把刀具沿径向退出后,将主轴反转,使车刀沿纵向原路退回,再进行下一次切削。这样就不会发生乱扣。

2.用丝锥和板牙切削螺纹

对直径和螺距较小,且精度要求不高的螺纹,可以用丝锥和板牙来加工。

(1)在车床上用板牙套螺纹的方法。在切螺纹前坯料尺寸的准备上应考虑到板牙切削进的挤压作用会使材料向螺纹牙尖挤出,因此螺杆的杆坯直径则按D-0.2P 确定(D 表示螺纹大径,P 表示螺距)。为了便于切入及导向,在杆坯端部均应做出大于螺纹深度的倒角。

图3-70 套螺纹工具

1—螺钉;2—工具体;3—销钉;4—套筒

套螺纹时,先将螺纹工具(见图3-70)安装在尾座套筒内,工具体2 左端孔内装上板牙,并用螺钉1 固定。套筒4 上有一条长槽,长槽内由销钉3 插入工具体2 中,防止套螺纹时转动。然后,将尾座移到工件前适当位置(约15 mm)处锁死,转动尾座手轮,使板牙靠近工件端面,先开动车床和冷却泵进行冷却,摇动尾座手轮使板牙切入工件,然后停止摇动手轮,由滑动套筒在工具体内自由轴向进给,板牙切削外螺纹,当板牙切削到所需长度时,开反车,使主轴反转退出板牙。

(2)在车床上用丝锥攻螺纹的方法。普通螺纹攻螺纹前,螺孔的预钻孔直径应按下列经验公式确定。

对于塑性材料

D≈D-P

对于脆性材料

D≈D-1.05P

式中 D——预钻孔直径;

D——螺纹大径;

P——螺距。

为了便于切入及导向,在预钻孔端部均应作出大于螺纹深度的倒角。

攻不通孔螺纹时,由于切削刃部分不能攻出完整的螺纹,所以钻孔深度要等于需要的螺纹深度加丝锥切削刃长度。

钻孔深度=需要的螺纹深度+0.7D

攻螺纹时,先将攻螺纹工具(见图3-71)安装在尾座套筒内,攻螺纹工具与套螺纹工具相似,只要将中间工具体改换成能装夹丝锥的工具体(即能与方孔配合)即可。把机用丝锥装入攻螺纹工具中,然后将尾座移到工件前适当位置约15 mm 处锁死,摇动尾座手轮使板牙切入工件头几牙,然后停止摇动手轮,由滑动套筒在工具体内自由轴向进给,当丝锥攻到所需长度时,开反车,使主轴反转退出丝锥。

图3-71 攻螺纹工具