簡介 一種加工內(nèi)螺紋的刀具,,沿軸向開有溝槽。也叫螺絲攻,。絲錐根據(jù)其形狀分為直槽絲錐, 螺旋槽絲錐和螺尖絲錐,。直槽絲錐加工容易,精度略低,,產(chǎn)量
絲錐 較大,。一般用于普通車床,鉆床及攻絲機的螺紋加工用,,切削速度較慢,。螺旋槽絲錐多用于數(shù)控加工中心鉆盲孔用,加工速度較快,,精度高,,排屑較好、對中性好,。螺尖絲錐前部有容削槽,,用于通孔的加工。現(xiàn)在的工具廠提供的絲錐大都是涂層絲錐,,較未涂層絲錐的使用壽命和切削性能都有很大的提高,。不等徑設計的絲錐切削負荷分配合理,,加工質(zhì)量高,但制造成本也高,。梯形螺紋絲錐常采用不等徑設計,。
機用和手用絲錐是切制普通螺紋的標準絲錐。中國習慣上把制造精度較高的高速鋼磨牙絲錐稱為機用絲錐,,把碳素工具鋼或合金工具鋼的滾牙(或切牙)絲錐稱為手用絲錐,,實際上兩者的結(jié)構(gòu)和
螺母絲錐 工作原理基本相同。通常,,絲錐由工作部分和柄部構(gòu)成,。工作部分又分切削部分和校準部分,前者磨有切削錐,,擔負切削工作,,后者用以校準螺紋的尺寸和形狀。
供加工螺母或其他機件上的普通內(nèi)螺紋用(即攻絲).機用絲錐通常是指高速鋼磨牙絲錐,,適用于在機床上攻絲,;手用絲錐是指碳素工具鋼或合金工具鋼滾牙(或切牙)絲錐,適用于手工攻絲
絲錐 ,。
絲錐是加工各種中,、小尺寸內(nèi)螺紋的刀具,它結(jié)構(gòu)簡單,,使用方便,既可手工操作,,也可以在機床上工作,,在生產(chǎn)中應用得非常廣泛。
對于小尺寸的內(nèi)螺紋來說,,絲維幾乎是唯一的加工刀具,。絲維的種類有:手用絲維、機用絲錐,、螺母絲錐,、擠壓絲錐等。
攻絲是屬于比較困難的加工工序,,因為絲錐幾乎是被埋在工件中進行切削,,其每齒的加工負荷比其它刀具都要大,并且絲錐沿著螺紋與工件接觸面非常大,,切削螺紋時它必須容納并排除切屑,,因此,可以說絲錐是在很惡劣的條件下工作的,。為了使攻絲順利進行,,應事先考慮可能出現(xiàn)的各種問題,。如工件材料的性能、選擇什么的刀具及機床,、選用多高的切削速度,、進給量等。
在特殊工件材料上攻絲 工件材料的可加工性是攻絲難易的關鍵?,F(xiàn)在絲錐生產(chǎn)廠家主要關注的是,,發(fā)展
絲錐 針對特殊材料加工的絲錐。針對這些材料的性能,,改變絲錐切削部分的幾何形狀,,特別是它的前角和下凹量(HOOK)─前面的下凹程度。最高加工速度有時受到機床性能限制,。對于較小的絲雄,,主軸速度要想達到理想速度[ rpm= (sfm x 3.8)/絲錐直徑] ,可能已經(jīng)超過了主軸最高轉(zhuǎn)速,。另一方面,,用較大的絲錐高速切削,會產(chǎn)生較大的扭矩,,可能比機床提供的馬力還大,。應用 700psi的內(nèi)冷卻工具,切削速度有可能達到250sfm,。而在沒有內(nèi)冷卻設施的機床上,,切削速度只能達150sfm。絲雄不同于大多數(shù)金屬切削工具,,因為它與工件孔壁接觸面積非常大,,所以冷卻至關重要。如果高速鋼絲錐過熱,,則絲推會折斷,、燒損,NORIS公司高性能絲雄的幾何形狀特點,,就是有較大的后角和倒錐,。”
上述絲錐的幾何形狀,,再配以特殊的涂層表面(象TiN,、TiCN、CrN或TiAlN),,可大大提高絲錐的壽命,。這些耐熱的、光滑的涂層,,減小了切削力并允許在更高的切削速度下攻絲,。實際上,,較新的高性能絲錐的開發(fā),極大地促進了機床主軸速度和功率的提高,。
硬質(zhì)合金絲錐的使用增多 象車削中硬質(zhì)合金刀具逐漸替代高速鋼刀具一樣,,硬質(zhì)合金絲錐也開始更多地
絲錐 用于螺紋孔加工,與高速鋼相比,,硬質(zhì)合金硬度高,、脆性大,用硬質(zhì)含金絲錐攻絲,,存在切屑處理的問題,。雖然如此,硬質(zhì)合金絲錐對于加工鑄鐵和鋁合金材料,,其使用效果很好,,絲錐的破損形式主要是機械磨損。
由于汽車工業(yè)加工大量的鑄鐵與鋁合金零件,,因此使用硬質(zhì)合金絲錐以獲得刀具的長壽命,。在加工這些材料的工件時,硬質(zhì)合金絲錐比高速鋼絲錐壽命更長,。在汽車工業(yè)中,,絲推換刀時間的減少明顯是個重要因素,而硬質(zhì)合金絲推的長壽命將使換刀時間最小化,。用表面涂層的小螺旋角硬質(zhì)合金絲錐在硅含量為8%-12%的鋁合金工件上攻絲,,其效果很好。用亞微細顆粒(Submicron-grain)硬質(zhì)合金制作的絲錐,,可增加刀具韌性而不降低其硬度,,在切削淬硬鋼、塑料和難加工鎳基合金時效果很好,。NORIS公司生產(chǎn)的DL15 Ni系列鎳合金專用絲推,在一定條件下,,可在鎳鉻鐵合金 Inconel 718上連續(xù)攻絲200個螺孔以上,,而以前必須重磨才能達到。
合
絲錐通常分單支或成組的,。中小規(guī)格的通孔螺紋可用單支絲錐一次攻成,。當加工盲孔或大尺寸螺孔時常用成組絲錐,即用 2支以上的絲錐依次完成一個螺孔的加工,。成組絲錐有等徑和不等徑
絲錐 兩種設計,。等徑設計的絲錐,各支僅切削錐長度不同;不等徑設計的絲錐,各支螺紋尺寸均不相同,,只有最后一支才具有完整的齒形,。不等徑設計的絲錐切削負荷分配合理,,加工質(zhì)量高,但制造成本也高,。梯形螺紋絲錐常采用不等徑設計,。
編輯本段新型結(jié)構(gòu) 為了提高絲錐的切削效率、改善容屑和排屑狀況,,減少崩齒和折斷,,現(xiàn)代絲錐有多種新型結(jié)構(gòu)。①螺尖絲錐:切削部分磨有斜槽,,形成負的刃傾角(見刀具),,切削時切屑向前排出,適于加
絲錐 工通孔,。
?、诼菪劢z錐:容屑槽為螺旋形,在加工盲孔右旋螺紋時,,絲錐要制出右螺旋容屑槽,,使切屑向前排出,不刮傷螺紋,。
?、?A target=_blank>無槽擠壓絲錐:靠擠壓孔壁時金屬的塑性變形形成螺紋,主要用于加工鋁合金,、銅等塑性材料,,也可加工低碳鋼和不銹鋼。絲錐前端的擠壓錐部是錐形螺紋,。為了減少摩擦,、降低擠壓力,絲錐斷面做成多邊形。擠壓絲錐強度高,特別適于加工直徑在6毫米以下的小規(guī)格螺孔,。
?、芴澜z錐:沿刀齒螺旋線方向相間磨去一齒,因而增大了切屑厚度,,有利于斷屑和排屑,,用于加工不銹鋼等工件。
?、?A target=_blank>內(nèi)容屑絲錐:切屑從絲錐的內(nèi)孔中排出,,用于加工大規(guī)格螺孔。
?、拮詣邮湛s絲錐:攻絲完畢后絲錐刀齒能自動向內(nèi)收縮,,以便快速退出。
?、呃鹘z錐:是一把刀齒分布在螺旋線上的拉刀,,常用于加工梯形和方牙螺紋,。
⑧硬質(zhì)合金絲錐:主要用于加工鑄鐵和有色金屬,,切削效率和刀具壽命較高,。
(1)攻絲時,先插入頭錐使絲錐中心線與鉆孔中心線一致,。
(2)兩手均勻的旋轉(zhuǎn)并略加壓力使絲錐進刀,,進刀后不必再加壓力。 (3)每轉(zhuǎn)動絲錐一次反轉(zhuǎn)約45°以割斷切屑,,以免阻塞,。
(4)如果絲錐旋轉(zhuǎn)困難時不可增加旋轉(zhuǎn)力,否則絲錐會折斷,。
螺紋是機械零件連接最常見的方法,,而絲錐又是加工內(nèi)螺紋最常用的工具。正確地選用絲錐加工內(nèi)螺紋,,可以保證螺紋連接的質(zhì)量,,提高絲錐的使用壽命。
選擇絲錐公差帶 國產(chǎn)機用絲錐都標志中徑公差帶代號:H1,、H2,、H3分別表示公差帶不同的位置,但公差值是相等的,。手用絲錐的公差帶代號為H4,,公差值、螺距及角度誤差比機用絲錐大,,材質(zhì),、熱處理、生產(chǎn)工藝也不如機用絲錐,。H4按規(guī)定可以不標志,。絲錐中徑公差帶所能加工的內(nèi)螺紋公差帶等級如下:
絲錐 絲錐公差帶代號 適用內(nèi)螺紋公差帶等級
H1 4H、5H
H2 5G,、6H
H3 6G,、7H、7G
H4 6H,、7H
有些企業(yè)使用進口絲錐,德國制造商常標志為ISO1 4H,、ISO2 6H,、ISO3 6G(國際標準ISO1-3與國家標準H1-3是等同的),這樣就把絲錐公差帶代號及可加工的內(nèi)螺紋公差帶都標上了,。
選擇螺紋的制式 目前常見的普通螺紋有三種制式:公制,,英制,,統(tǒng)一制(也稱美制)。公制是以毫米為單位,,齒形角60度的螺紋,。例如:M8X1-6H表示直徑8毫米的公制細牙螺紋,螺距1毫米,,6H的內(nèi)螺紋公差帶,。
英制是以英寸為單位,齒形角55度的螺紋,。例如:BSW 1/4-20表示直徑1/4英寸,,粗牙螺距每英寸20牙,這種螺紋目前已很少使用,。另統(tǒng)一制是以英寸為單位,,齒形角60度的螺紋。直徑小于1/4英寸,,
常用編號表示,,由0號至12號分別表示0.06英寸至1/4英寸的直徑規(guī)格。美國目前主要使用的仍是統(tǒng)一制螺紋,。
選擇絲錐的種類 我們經(jīng)常使用的是:直槽絲錐,、螺旋槽絲錐、螺尖絲錐,、擠壓絲錐,,其性能各有所長。
直槽絲錐通用性最強,,通孔或不通孔,、有色金屬或黑色金屬均可加工,價格也最便宜,。但是針對性也較差,,什么都可做,什么都不是做得最好,。螺旋槽絲錐比較適合加工不通孔螺紋,,加工時切屑向后排出。由于螺旋角的緣故,,絲錐實際切削前角會隨螺旋角增大而加大,。
經(jīng)驗告訴我們:加工黑色金屬的,螺旋角選的小一點,,一般在30度左右,,保證螺旋齒的強度。加工有色金屬的,螺旋角選的大一點,,可在45度左右,,切削鋒利一些。 螺尖絲錐加工螺紋時切屑向前排出,。它的芯部尺寸設計比較大,,強度較好,可承受較大的切削力,。加工有色金屬,、不銹鋼、黑色金屬效果都很好,,通孔螺紋應優(yōu)先采用螺尖絲錐,。 擠壓絲錐比較適合加工有色金屬,與上述切削絲錐工作原理不同,,它是對金屬進行擠壓,,使之塑形變形,形成內(nèi)螺紋的,。擠壓成形的內(nèi)螺紋金屬纖維是連續(xù)的,,抗拉,抗剪強度教高,,加工的表面粗糙度也教好,,不過擠壓絲錐底孔要求較高:過大,基礎金屬量少,,造成內(nèi)螺紋小徑過大,, 強度不夠。過小,,封閉擠壓的金屬無處可去,,造成絲錐折斷。計算式為:底孔直徑=內(nèi)螺紋公稱直徑-0.5螺距,。
絲錐根據(jù)其形狀分為:直槽絲錐,、螺旋槽絲錐、內(nèi)容屑絲錐,、螺尖絲錐,、擠壓絲錐,其性能各有所長,。
直槽絲錐 它通用性最強,,通孔或不通孔、有色金屬或黑色金屬均可加工,,價格也最便宜,。但是針對性也較差,,什么都可做,什么都不是做得最好,。切削錐部分可以有2、4,、6牙,,短錐用于不通
直槽絲錐 孔,長錐用于通孔,。只要底孔足夠深,,就應盡量選用切削錐長一些的,這樣分擔切削負荷的齒多一些,,使用壽命也長一些,。
螺旋槽絲錐 比較適合加工不通孔螺紋,加工時切屑向后排出,。由于螺旋角的緣故,,絲錐實際切削前角會隨螺旋角增大而加大。經(jīng)驗告訴我們:加工黑色金屬的,,螺旋角選的小一點,,一般在30度左右,保證螺旋齒的強度,。加工有色金屬的,,螺旋角選的大一點,可在45度左右,,切削鋒利一些,。
內(nèi)容屑絲錐 內(nèi)容屑絲錐是德國NORIS公司的專利產(chǎn)品。其顯著特點是在頭部開一個足夠大的容屑槽,,采用特殊的設
整體內(nèi)容屑絲錐 計以達到較高的加工質(zhì)量,。尤其在大螺紋加工方面優(yōu)勢顯著。廣泛應用在風力發(fā)電,、汽輪機,、造船、礦山石油等行業(yè),。
我國于“七五”期間開始從西德NORIS公司引進內(nèi)容屑絲錐M56~M90,。在哈爾濱汽輪機廠、上海造船廠,、大連造船廠,、陜西柴油機廠等國有大型企業(yè)應用效果優(yōu)良,取得良好的經(jīng)濟效益,。
螺尖絲錐 加工螺紋時切屑向前排出,。它的芯部尺寸設計比較大,,強度較好,可承受較
螺旋槽絲錐 大的切削力,。加工有色金屬,、不銹鋼、黑色金屬效果都很好,,通孔螺紋應優(yōu)先采用螺尖絲錐,。
擠壓絲錐 比較適合加工有色金屬,與上述切削絲錐工作原理不同,,它是對金屬進行擠壓,,使之塑形變形,形成內(nèi)螺紋的,。擠壓成形的內(nèi)螺紋金屬纖維是連續(xù)的,,抗拉,抗剪強度教高,,加工的表面粗糙度也教好,,不過擠壓絲錐底孔要求較高:過大,基礎金屬量少,,造成內(nèi)螺紋小徑過大,, 強度不夠。過小,,封閉擠壓的金屬無處可去,,造成絲錐折斷。計算式為:底孔直徑=內(nèi)螺紋公稱直徑-0.5螺距,。
根據(jù)使用方法,,常分為手用絲錐、機用絲錐,、螺母絲錐(用于在螺母加工機
擠壓絲錐 床上切制螺紋),、板牙絲錐(用于切制和校正板牙螺紋)、管螺紋絲錐和錐形螺紋絲錐,。
機用和手用絲錐 是切制普通螺紋的標準絲錐,。中國習慣上把制造精度較高的高速鋼磨牙絲錐稱為機用絲錐,把碳素工具鋼或合金工具鋼的滾牙(或切牙)絲錐稱為手用絲錐,,實際上兩者的結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同,。通常,絲錐由工作部分和柄部構(gòu)成,。工作部分又分切削部分和校準部分,,前者磨有切削錐,擔負切削工作,,后者用以校準螺紋的尺寸和形狀,。
1,、攻絲時端面孔口要倒角;絲錐要與工件的孔同軸,;攻絲開始時應施加軸向壓力,,使絲錐切入,切入幾圈之后就不再需要施加軸向力,。
2,、當絲錐校準部分進人螺孔后,每正轉(zhuǎn)半圈到一圈就要退回1/4,,1/2圈,使切屑碎斷后再往下攻,;攻下通孔時,,要經(jīng)常退出絲錐進行排屑。
3,、在鋼類工件上攻絲時要加切削液在鑄鐵工件上攻絲時,,可加少許煤油;用了頭攻后,,再用二攻,、三攻時,必須將絲錐旋入螺孔,。
4,、套絲時工件端部要倒角,扳牙端面應與工件軸線垂直,;套絲開始時要施加軸向壓力,,轉(zhuǎn)動壓力相應的要大一些;當扳牙在工件上切出螺紋時,,就不要再加壓力,。
5、套絲時為使切屑碎斷,,排出及時,,應經(jīng)常的反轉(zhuǎn)扳牙。
6,、工件應牢固地固定在夾,、卡具上;當絲錐折斷時,,不要用手去觸摸折掉處,,用夾鏨或樣沖剔出,斷絲時必須要戴好防護鏡,。
絲錐折斷 絲錐螺紋底孔加工時,,底孔直徑偏小,,排屑不好造成切屑堵塞;攻盲孔絲錐螺紋時,,鉆孔的深度不夠,;攻絲錐螺紋的速度太高過快;攻絲錐螺紋用的絲錐與絲錐螺紋底孔直徑不同軸,;絲錐刃磨參數(shù)的選擇不合適,;被加工件硬度不穩(wěn)定;絲錐使用時間過長,,過度磨損,。
正確地選擇絲錐螺紋底孔的直徑;刃磨刃傾角或選用螺旋槽絲錐,;鉆底孔的深度要達到規(guī)定的標準,;適當降低切削速度,按標準選??;攻絲錐螺紋時校正絲錐與底孔,保證其同軸度符合要求,,并且選用浮動攻絲錐螺紋夾頭,;增大絲錐前角,縮短切削錐長度,;保證工件硬度符合要求,,選用保險夾頭;發(fā)現(xiàn)絲錐磨損應及時更換,。
絲錐崩齒 絲錐前角選擇過大,;絲錐每齒切削厚度太大;絲錐的淬火硬度過高,;絲錐磨損嚴重,。
適當減小絲錐前角;適當增加切削錐的長度,;降低硬度并及時更換絲錐,。
絲錐磨損過快 攻絲錐螺紋時速度過高;絲錐刃磨參數(shù)選擇不合適,;切削液選擇不當,,使用不充分;工件的材料硬度過高,;絲錐刃磨時,,產(chǎn)生燒傷現(xiàn)象。
適當降低切削速度,;減小絲錐前角,,加長切削錐的長度,;選用潤滑性好的切削液;對被加工工件進行適當?shù)臒崽幚?;正確的刃磨絲錐,。
絲錐螺紋中徑過大 絲錐的中徑精度等級選擇不當;切削液選擇不合理,;攻絲錐螺紋的速度過高,;絲錐與工件絲錐螺紋底孔同軸度差;絲錐刃磨參數(shù)選擇不合適,;刃磨絲錐產(chǎn)生毛刺,;絲錐切削錐長度過短。
選擇合適精度等級的絲錐中徑,;選擇適宜的切削液并適當降低切削速度,;攻絲錐螺紋時校正絲錐和絲錐螺紋底孔同軸度;采用浮動夾頭,;適當減小前角與切削錐后角;消除刃磨絲錐產(chǎn)生的毛刺,,并適當增加切削錐長度,。
絲錐螺紋中徑過小 絲錐的中徑精度等級選擇不當;絲錐刃磨參數(shù)不合適,;絲錐磨損,;切削液選擇不合適。
圓柱管螺紋絲錐 選擇適宜精度等級的絲錐中徑,;適當加大絲錐前角和切削錐度,;更換磨損過大的絲錐;選用潤滑性好的切削液,。
絲錐螺紋表面粗糙度大 絲錐刃磨參數(shù)不合適,;工件的材料硬度過低;絲錐刃磨質(zhì)量差,、切削液選擇不當,;攻絲錐螺紋的削速度太高;絲錐磨損大,。
適當加大絲錐前角,,減小切削錐度;進行熱處理,,適當提高工件硬度,;保證絲錐前刀面有較低的表面粗糙度值;選擇潤滑性好的切削液,;適當降低切削速度,;更換已磨損的絲錐,。
(1)工件上螺紋底孔的孔口要倒角,,通孔螺紋兩端都倒角,。
(2)工件夾位置要正確,,盡量使螺紋孔中心線置于水平或豎直位置,,使攻絲容易判斷絲錐軸線是否垂直于工件的平面。
?。?)在攻絲開始時,,要盡量把絲錐放正,然后對絲錐加壓力并轉(zhuǎn)動絞手,,當切入1-2圈時,,仔細檢查和校正絲錐的位置。一般切入3-4圈螺紋時,,絲錐位置應正確無誤,。以后,只須轉(zhuǎn)動絞手,,而不應再對絲錐加壓力,,否則螺紋牙形將被損壞。
?。?)攻絲時,,每扳轉(zhuǎn)絞手1/2-1圈,就應倒轉(zhuǎn)約1/2圈,,使切屑碎斷后容易排出,,并可減少切削刃因粘屑而使絲錐軋住現(xiàn)象。
?。?)攻不通的螺孔時,,要經(jīng)常退出絲錐,排除孔中的切屑,。
?。?)攻塑性材料的螺孔時,要加潤滑冷卻液,。對于鋼料,,一般用機油或濃度較大的乳化液要求較高的可用菜油或二硫化鉬等。對于不銹鋼,,可用30號機油或硫化油,。
(7)攻絲過程中換用后一支絲錐時,要用手先旋入已攻出的螺紋中,,至不能再旋進時,,然后用絞手扳轉(zhuǎn)。在末錐攻完退出時,,也要避免快速轉(zhuǎn)動絞手,,最好用手旋出,以保證已攻好的螺紋質(zhì)量不受影響,。
?。?)機攻時,絲錐與螺孔要保持同軸性,。
?。?)機攻時,絲錐的校準部分不能全部出頭,,否則在反車退出絲錐時會產(chǎn)生亂牙,。
編輯本段絲錐表面處理技術(shù)-氧化處理 氧化處理就是把高速鋼絲維放入500-550℃的水蒸氣中,使其表面形成Fe3O4被膜的一種表面處理方法,。氧化處理法也叫高壓蒸氣處理法,。
鐵的氧化物有FeO、Fe2O3,、Fe3O4三種,,其中FeO只能在570℃以上才能生成,所以它在高速鋼絲錐的表面處理層中不存在,,絲錐表層中有Fe3O4(黑鐵)和Fe2O3(紅鐵)兩種,而后者對絲錐的切削性沒有益處,,經(jīng)過高質(zhì)量地表面處理后,,絲錐的處理層為Fe3O4被膜,裝面美觀,,呈藍黑色,,表層厚度為1-3um。
1.氧化特點
氧化處理之所以能提高絲錐的性能是因為表面層為多孔質(zhì),,對冷卻液吸附性好,,能起到減小磨擦的作用。同時,,能防止絲錐與被切削材料間的粘結(jié),。此外還除去了制作絲錐時殘留在其表面的磨削應力。
但需注意的是,,氧化處理所生成的被膜并不能提高絲錐表面層的硬度,,即,被膜本身并沒有耐磨性,。
2.適用范圍
經(jīng)氧化處理的絲錐對不銹鋼,、鑄鋼,、碳素鋼、鎳鋼,、鉻鋼等易產(chǎn)生粘結(jié)的被切削材料效果很好,,幾乎可適用于所有鋼件的加工。
但應注意的是氧化處理對鋁合金,,壓鑄鋁合金,,黃銅等非金屬類材料并沒有特別好的效果,甚至有可能降低絲錐的切削性能,。
氧化處理廣泛用于各種類型的絲錐(請參看NORIS絲錐介紹),。
3.切削性能
當用刃傾角絲錐加工易產(chǎn)生粘結(jié)的不銹鋼(奧氏體系)工件時,氧化處理能提高的絲錐壽命10倍以上,。這點從NORIS通用絲錐加工碳素鋼的實驗例中也可看出,,氧化處理顯著地提高了絲錐壽命。
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