螺纹加工工具及方法简介

2023-07-01 理论教育版权反馈

【摘要】：螺纹的种类很多，应用很广，螺纹的加工方法和螺纹刀具也很多。按螺纹加工方法，螺纹刀具可分为切削法螺纹刀具和滚压法螺纹刀具两大类。螺纹铣刀可以在经过改装的车床上进行加工，且可对较硬的材料进行切削，是一种高效的螺纹加工刀具。螺纹铣刀的生产效率较高，但加工质量较低，一般用于比量较大螺纹的粗加工。常用的螺纹滚压工具有滚丝轮和搓丝板。

螺纹的种类很多，应用很广，螺纹的加工方法和螺纹刀具也很多。按螺纹加工方法，螺纹刀具可分为切削法螺纹刀具（螺纹车刀、螺纹梳刀、螺纹铣刀、螺纹切头、丝锥、圆板牙）和滚压法螺纹刀具两大类。其中应用较广的、有代表性的是丝锥。本节只简介几种常见的螺纹加工刀具。

一、切削加工螺纹刀具

1.螺纹车刀

螺纹车刀是一种刀具刃形由螺纹牙形决定的成形车刀。其结构简单，通用性好，可用于加工各种形状、尺寸和精度的内、外螺纹。因属单刃刀具，工作时需多次走刀才能切出完整的螺纹廓形，故生产率较低，加工质量主要取决于操作者的技术水平和机床、刀具本身的精度，仅适用于单件、小批量生产。

2.螺纹梳刀

螺纹梳刀相当于一排多齿螺纹车刀，如图9－14所示，一般有6～8个刀齿，刀齿由切削部分和校准部分组成，切削部分做成切削锥，刀齿高度依次增大，以使切削载荷分配到几个刀齿上；校准部分齿形完整，起校准、修光作用。螺纹梳刀加工螺纹时，梳刀沿螺纹轴向进给，一次走刀就能切出全部螺纹，所以生产率比单刃螺纹车刀高。螺纹梳刀的结构形式与成形车刀相同，也有平体、棱体和圆体三种。

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图9－14　螺纹梳刀

（a）平体螺纹梳刀；（b）棱体螺纹梳刀；（c）圆体螺纹梳刀

3.螺纹铣刀

螺纹铣刀是用铣削方法加工内、外螺纹的刀具。按结构不同，分为盘形螺纹铣刀、梳形螺纹铣刀以及高速铣削螺纹用刀盘（旋风铣刀盘）等，如图9－15所示。

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图9－15　螺纹铣刀

（a）盘形螺纹铣刀；（b）梳形螺纹铣刀；（c）旋风铣刀盘

盘形螺纹铣刀用在螺纹铣床上加工大螺距梯形或矩形传动螺纹和蜗杆等。梳形螺纹铣刀用在专用铣床上加工长度较短而螺距不大的三角形螺纹。高速铣削螺纹用刀盘（旋风铣刀盘）是利用装在特殊刀盘上的几把硬质合金切刀进行高速铣削各种内、外螺纹用的刀具。螺纹铣刀可以在经过改装的车床上进行加工，且可对较硬的材料进行切削，是一种高效的螺纹加工刀具。螺纹铣刀的生产效率较高，但加工质量较低，一般用于比量较大螺纹的粗加工。

4.丝锥

丝锥是加工各种内螺纹的标准螺纹刀具，应用极为广泛。它的外形很像螺栓，沿轴向开出沟槽形成切削刃和容屑槽；在端部磨出切削锥部，可使切削载荷分配在几个刀齿上，切削平稳，同时加工螺纹时丝锥容易切入，如图9－16所示；校准部分是丝锥工作时的导向部分，也是丝锥重磨后储备部分，它具有完整的齿形，为了减少与工件之间的摩擦，外径和中径向柄部逐渐缩小。

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图9－16　丝锥的结构

丝锥结构简单、使用方便，可用于手工操作或在机床上使用，生产率较高，能加工一般精度或高精度螺纹，在中、小尺寸的螺纹加工中，应用广泛。对于小尺寸的三角形内螺纹，丝锥几乎是唯一的切削工具。常用丝锥有：手用丝锥、机用丝锥、螺母丝锥、挤压丝锥和拉削丝锥等。手用丝锥是圆柄方头，这种丝锥一般做成2～3只为一套，每套丝锥的外径、中径和内径均相等，只是切削部分长度不同。这样制造方便，而且第二只或第三只丝锥经过修磨后可改作第一只丝锥使用。

5.板牙

板牙是加工与修正外螺纹的标准工具。板牙实质上是具有切削角度的螺母。按照结构的不同，板牙可分为圆板牙、方板牙、六角板牙、管形板牙和钳式板牙等。圆板牙是最常用的一种外螺纹切削刀具；方板牙和六角板牙用方扳手和六角扳手带动，用于现场修理工作；管形板牙用于转塔车床和自动车床；钳式板牙由两块拼成，用于修配工作。下面仅介绍圆板牙。

如图9－17所示的圆板牙外形就像一个圆螺母，为了容纳切屑及形成切削刃，沿轴向钻有3～8个容屑孔，并在两端做有切削锥部，用于加工圆柱螺纹，而加工锥形螺纹的圆板牙只做一个切削锥部，切削锥的齿顶经铲磨而形成后角；板牙中间部分为校准齿，它的齿形是完整的，并不磨出后角，用以校准螺纹和导向。圆板牙的螺纹廓形是内表面，很难磨削，所以无法消除热处理后产生的变形等缺陷。因此，加工螺纹的质量较差，仅用来加工精度和表面质量要求不高的螺纹。由于板牙结构简单、使用方便、价格低廉，故在单件、小批量生产及修配中应用广泛。

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图9－17　圆板牙

使用圆板牙加工螺纹时，将圆板牙装入板牙套中，用紧定螺钉紧固，然后将圆板牙套在工件外圆上，在旋转板牙的同时应在板牙轴线方向施以压力，使圆板牙的螺纹切入工件，然后以圆板牙的螺纹作引导，使圆板牙做螺旋运动以铰出所需的外螺纹。刚开始加工螺纹时，应保持圆板牙端面与螺纹中心线垂直。

当圆板牙加工出的外螺纹直径有偏大现象时，可用片状砂轮将其60°缺口槽切割开，调整圆板牙套上紧定螺钉，使圆板牙螺纹孔径收缩。调整圆板牙直径时，可用标准样规或通过试切的方法来控制螺纹尺寸。圆板牙除手用外，也可在机床上使用。

二、滚压加工螺纹刀具

滚压加工螺纹刀具是利用金属材料表层塑性变形的原理来加工各种螺纹的高效工具。滚压螺纹属于无屑加工，适合于滚压塑性材料。和切削螺纹的刀具相比，滚压螺纹的加工方法生产率高，加工螺纹质量较好，螺纹强度高，滚压工具寿命长。这种滚压方法目前已广泛应用于制造螺纹校准件、丝锥和螺纹量规等。常用的螺纹滚压工具有滚丝轮和搓丝板。

1.滚丝轮

滚丝轮的工作原理如图9－18（a）所示。滚丝轮要成对使用，两个滚丝轮的螺纹旋向要相同，与工件螺纹旋向相反，分别装在滚丝机的两根平行轴上，齿纹错开半个螺距。工作时，两个滚丝轮同向等速旋转，无轴向运动，工件放在两滚丝轮之间的支承板上，使其中心与滚丝轮等高。滚丝时，动轮逐渐向静轮靠拢，工件逐渐受压，产生塑性变形而形成螺纹。两滚丝轮中心距到达预定尺寸后，动轮停止径向进给，继续滚转几圈以修正螺纹廓形，然后退出动轮，取下工件。两个滚丝轮之间的距离是可调的，故加工的直径范围较大。

2.搓丝板

搓丝板的工作原理如图9－18（b）所示。搓丝板也是成对使用的，它由动板和静板组成，静板固定在机床工作台上不动，动板随机床滑块一起做往复运动。搓丝板工作时，两搓丝板螺纹方向相同，但和工件的螺纹方向相反；两块搓丝板应严格平行，齿纹应错开半个螺距。当工件进入两块搓丝板之间时，搓丝板夹住工件并使之滚动，搓丝板上的凸起螺纹便逐渐压入工件，最终由于工件塑性变形而被压出螺纹。

搓丝板的生产率比滚丝轮高，但加工精度不如滚丝轮高。搓丝时，由于搓丝板行程的限制，且径向压力较大，工件容易变形，所以只能加工直径小于24mm的6级精度螺纹，且不宜加工薄壁工件。

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图9－18　滚压螺纹刀具

（a）滚丝轮；（b）搓丝板

螺纹加工工具及方法简介

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