《钳工》第七章 手工切削螺纹Word文档格式.docx
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特殊螺纹——牙形符合标准,螺距、外径都不符合标准规定。
非标准螺纹——牙形、螺距、外径都不符合标准规定。
以螺纹的牙形来区分:
有三角形螺纹、梯形螺纹、方形螺纹、半圆螺纹、锯齿形螺纹等多种(如图7—2)。
3.三角形螺纹应用和代号:
三角形螺纹多用于联结上,是应用得比较广泛的一种螺纹。
它可以分成下面三种。
(1)普通螺纹:
公制单位,以毫米(mm)为尺寸单位,分粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹两种,牙形角α=60°
,如图7—3所示。
粗牙普通螺纹代号以字母“M”及直径(公称直径)来表示,尺寸单位不必标明;
细牙普通螺纹代号以字母“M”及直径×
螺距表示,尺寸单位不必标明。
如M10,即表示粗牙普通螺纹,公称直径10毫米,螺距1.5毫米;
M10×
1.25即表示细牙螺纹,公称直径10毫米,螺距1.25毫米。
普通螺纹公称直径与螺距系列。
可参看表7—1
(2)吋制螺纹:
以英吋(”)为尺寸单位,现在机械制造中少采用,多配制于旧机器吋制螺纹零件,牙形如7—4所示。
吋制螺纹代号以外径(公称直径)及每吋牙数表示。
如3/16”-18或5/16”×
18,即表示吋制螺纹公称直径3/16”或5/16”每吋牙数18。
如表7—2为粗牙吋制螺纹和每吋牙数系列表。
(3)管子螺纹:
管子螺纹用于管件联接,它与其他螺纹不同的是螺距比较小,牙的深度也比较浅。
公称直径是指管子孔径,因此螺纹外径比公称直径要大。
管螺纹分圆柱管螺纹(代号G),圆锥管螺纹(代号KG)牙形角α=55°
和吋制圆锥管螺纹(代号K又叫布锥管螺纹,)牙形角α=60°
三种。
管螺纹有左旋和右旋之分,左旋的管螺纹在代号中标注“左”,右旋一般不加标注。
如G3/8”,即表示圆柱管螺纹,公称直径3/8”右旋。
G3/4”-2左,即表示圆柱管螺纹,公称直径为3/4”,2级精度,左旋。
KG2”左,即表示圆锥管螺纹(α=55°
),公称直径2”,左旋。
K3/4”左,即表示吋制圆锥管螺纹(α=60°
),公称直径3/4”,左旋。
管螺纹具体尺寸可参看如表7—3、7—4
第二节螺纹切削工具
要从金属圆柱或钻孔中切削出螺纹,就要使用切削螺纹刀具。
钳工通常使用的切削螺纹刀具有丝锥(丝攻)和圆板牙(丝板)两种。
1.丝锥:
(1)丝锥的基本构造:
丝锥是加工内螺纹用的工具,它的基本结构形状像一个螺钉,轴向开有几条出屑槽,相应地形成几瓣刀刃。
整个丝锥分成工作部分和扳柄部分。
1)工作部分:
由切削部分和修光部分组成。
切削部分主要担负起切螺纹的工作;
修光部分有完整的齿形,用作修光螺纹和校定螺纹直径。
在工作部分,轴向一般开有3~4条切削刀刃和容屑槽,切削刃切削出来的断屑可从容屑槽中排出。
切削刃的几何角度:
前角(γ)和后角(α)大小是根据加工材料来确定的。
标准丝锥,前角(γ)一般取5°
~10°
,适用于钢或铸铁材料。
后角(α),一般手用丝锥取6°
~8°
,机用丝锥取10°
~12°
。
2)扳柄部分:
呈圆柱形,末端是方头(方榫),用以套上扳手,传递扭力,进行切削工作。
机用丝锥柄部比手用丝锥柄部稍长,并开有一半圆环槽。
(2)丝锥种类:
常用的有手用丝锥,机用丝锥和管子丝锥三种。
1)手用丝锥(如图7—6):
运用手工操作切削内螺纹用,一般由两把或三把组成一套。
两把一套的分头攻、二攻,分别担任先后的切削螺纹工作。
2)机用丝锥(如图7—7):
机用丝锥可装夹在车床尾座或经过减速的钻床上攻丝,为了防止丝锥在工作时松脱,柄部除有方头外,还设计有半圆环槽。
由于丝锥工作导向较好,故常用单把攻丝。
但在加工材料较硬、较韧和直径较大的螺纹时,应采用两把一套的机用丝锥。
3)管子丝锥(如图7—8)。
可铰切管路附件和一般机件上内管螺纹,分圆柱管螺纹(α=55°
)、圆锥管螺纹(α=55°
)和布氏管螺纹(α=60°
)三种。
一般圆柱管螺纹丝锥两把一套,圆锥管螺纹丝锥单把。
2.圆板牙:
是在圆柱形工件上铰切外螺纹的一种刀具,有开缝和不开缝两种,外圆表面开有顶丝窝,用于定紧在扳手上。
板牙的基本结构像一个螺母,开有几个排屑孔。
由于板牙螺纹廓形是内螺纹表面,较难磨制(一般不磨),热处理后产生的变形和表面脱碳等缺陷未能消除,因此,用板牙加工出来的外螺纹光洁度较低。
圆板牙中心有螺纹,端面钻头3~7个出屑孔(视直径大小而定),形成刀刃并磨出前角(γ),一般取前角(γ)15°
~20°
板牙两端均做出切削锥,并经铲磨形成齿顶后角(α)为7°
~9°
切削锥角2φ为40°
~60°
,当螺纹需要切到轴肩时,取2φ=90°
校准部分起校准的导向作用,为了减少螺距的积累误差,其长度不宜过大,一般取(4~4.5)s,圆板牙的构造如图7~10所示。
圆板牙可以一次完成整个螺纹的攻丝工作。
因此,单个成套。
用来切削管子外螺纹的管子牙板,必须嵌在活络板牙的板牙架上,图7—11是管子板牙架,这种活络板牙架可以装三种板牙,即切削直径13~19毫米(
),切削直径25~38毫米(
)和切削直径33~50毫米(1
第三节切削螺纹的操作技术
1.攻丝前钻孔直径、钻孔深度和丝锥的确定:
(1)钻孔直径的确定:
攻丝前,钻孔直径的确定是切削螺纹的关键。
钻孔直径的选择是否适当,对于攻丝操作的效率和螺纹使用寿命有密切的关系。
钻孔直径过大了,就不能攻出螺纹或者螺纹深度不够,从而削弱了螺纹的使用强度,或出废品;
钻孔直径过小,攻丝时,丝锥就会被卡住,造成切削困难,甚至发生丝锥折断的危险。
从图7—12中,我们可以看到丝锥在孔内切削时的工作情况:
它一方面切下了切屑,另一方面也把材料挤压上来,嵌到螺牙里去,从周围向丝锥挤压。
如果攻丝前钻孔直径选择得太小,就会把丝锥卡住。
因此,在钻孔时的钻头选择要大于螺纹内径。
钻孔直径可参考如表7—5、表7—6、表7—7。
攻丝前,钻孔直径可按下列公式选取。
1)攻公制螺纹:
螺距:
t<
1时,钻头直径d2=d-t
t>
1时,钻头直径d2=d-(1.04~1.06)t
式中:
d为螺纹公称直径,t为螺距。
[例]攻M10螺纹,求钻头直径d2。
[解]代入上式:
d2=d-1.04t=10-1.56≈8.4(毫米)。
2)攻吋(英)制螺纹:
d2为钻头直径,d为螺纹公称直径,n为每吋牙数。
[例]攻3/8”吋制螺纹,每吋牙数16,求攻丝前钻头直径d2。
[解]当铸铁或青铜材料,代入上式:
d2=25(d-
)=25×
(
-
)≈7.8(毫米)
当钢或黄铜材料时,代入上式:
)+0.1=25×
)+0.1≈7.9(毫米)
(2)钻孔深度的确定:
在攻制不通孔的螺纹时,由于丝攻起切削刃部分不能达到螺纹尺寸要求,但这个部分占了一定的高度,因此要达到图纸要求攻牙的深度,就必须再加上其起削刃部分高度,这个高度大约是螺纹外径的0.7倍。
即:
h1=h+0.7d
h1为钻孔深度,h为螺纹需要深度,d为螺纹公称直径。
[例]螺纹外径d=10毫米,螺纹需要深度h=20毫米,求钻孔深度h1。
h1=h+0.7d=20+0.7×
10=27(毫米)
(3)丝锥的确定:
1)严格按图纸选用合适大小、长度、柄部磨制、手用或机用的丝锥,以免丝锥折断(攻丝时丝锥断在工件内,尽可能取出来)或完成不了攻丝。
2)丝锥柄部写有螺纹公称直径d,但小的丝锥(如M2)它的螺纹外径(公称直径)是做成等于或略小于柄部直径的。
假如要攻的螺纹深度比丝锥工作部分长或要攻至通孔,丝锥在工作部分都进入工件以后,便因为柄部大小与工作部分大小一样、并没有切削刃不能继续攻丝。
若使用该丝锥继续强行攻丝,丝锥便断在工件里。
此时便要选用柄部经过砂轮磨制,其柄直径小于螺纹内径d1的特殊小丝锥,以完成深螺纹或通孔螺纹的攻制,使螺纹合格、可用。
3)在使用大的丝锥(如M10)攻通孔的螺纹,必须先用头攻(头锥)先切削试攻。
因为丝锥工作部分(螺纹的外径与内径)比柄部粗,应该把整条丝锥正转,从攻丝的孔另一端旋出,使整个通孔的螺纹牙形合格、可用。
2.板牙前圆杆直径的确定:
板牙圆柱直径也是根据材料性质决定的,由于板牙时也有挤压,因此圆杆直径亦应小于螺纹外径。
其具体数据,可参考表7—8。
3.切削螺纹的操作方法:
(1)攻丝操作方法:
1)根据螺纹的要求,通过计算或查表确定钻孔直径和深度,然后钻孔。
2)固定被切削螺纹的零件,选择合适扳手,先用头攻攻丝,导出螺纹。
丝锥初进孔时,两手用力要轻而均匀,以适当压力和扭力把丝锥切入孔中,这时,要从四个方向用角尺校正丝锥与工件表面的垂直度(也可以用螺母旋入丝锥,丝锥进孔后,便可检查螺母平面各个方向与工件表面距离是否一致,以判别螺纹垂直度)。
当丝锥正确导入了孔内进行切削时,就不必再使用压力,只施旋转扭力就行了(如图7—13)。
3)在右旋螺纹的攻丝过程中,旋扭的方向不时正转(顺时针方向)和倒转(逆时针方向),一般每正转1/2~1圈就倒转1/4~1/2圈,以使切屑切断并从出屑槽中排出。
4)要经常旋出丝锥进行孔内清屑,丝锥顶底时不能过于用力旋扭,以防止丝锥在过大的扭力下折断。
5)使用头攻切削完后,继续用二攻,三攻。
在加工较硬的金属材料或铜时,特别要注意使用丝锥次序,且要施用润滑冷却液。
当出现旋扭回应力(即不能再前进,感觉扳手有弹性)时就要停止用力,退出并换另一丝锥,以防丝锥折断。
6)当工作孔周围不能容纳一般扳手攻丝时,可采用丁字扳手。
丁字扳手套杆较长,操作时要特别小心,要保持扭距平行,并要经常倒后转动,以消除切屑阻塞现象。
(2)板牙操作方法:
1)根据螺纹大小选择圆杆直径,并在要铰牙一端倒斜角,以便套扣。
2)圆杆要夹持牢固,圆板牙套上圆杆后,应垂直于圆杆中心,两手均匀地施以一定的压力,进行旋扭。
3)圆板牙在圆杆切削出几个螺纹后,已导出了正确方向,就不再需要施以压力,只要扭力,同时注意经常进行倒转(逆时针方向),用以断屑,并施加润滑冷却液。
(3)机械攻丝:
切削螺纹时,刀具的运动不是靠手来操作,而是借助机械来完成,机械切螺纹是用丝锥在专用攻丝机或减速的钻床、手电钻、风钻进行。
用机械攻丝时,注意丝锥与孔轴线不能倾斜。
为了防止丝锥折断,还要装上丝锥保险夹头(如图7—15)。
丝锥保险夹头是利用摩擦力原理,在里面装上几块内外摩擦片(内摩擦片与夹头插尾用滑键相联,外摩擦片与外壳相连,丝锥套在外壳上),当丝锥在切削时遇到较大切削阻力时,内外摩擦片产生自滑,丝锥就不能转动了。
(4)冷却液的选择:
用丝锥和圆板牙进行切削螺纹时,经常注入冷却润滑液,既可以减少切削螺纹过程中的阻力,又可提高螺纹的光洁度和延长丝锥、圆板牙的使用寿命。
冷却润滑液的选择主要根据加工材料的性质而定,加工钢料一般采用肥皂水,加工铜料、铝料一般也用肥皂水或者煤油冷却。
(5)取出断杆丝锥的方法:
用丝锥切螺纹的时候,由于不小心、扭力不均匀、强行正转,把丝锥折断在孔内,尤其是M10以下的小直径的丝锥,是比较容易折断的。
如果不把折断在孔内的丝锥取出,就会影响机械装配工作,甚至使工件变成废品。
因此,我们应该尽量设法取出丝锥。
以下介绍几种取出断丝锥的方法。
1)找一跟与断丝锥直径大小相当的钢管,在管口上锉出若干个叉(视丝锥出屑槽数量而定),经淬硬后把钢管插入孔内,使叉尖插到断丝锥出屑孔内,然后转动钢管,拧出断丝锥。
2)在切通孔螺纹时折断丝锥,可用两根细钢条(钢条的直径根据断丝锥出屑槽的大小而定),对称地插在断丝锥出屑槽内,向反螺纹方向旋转,拧出断丝锥。
3)用中心冲或小錾尖顶在断丝锥出屑槽壁,以适当的锤击力(这时可采用手挥锤),向反时针方向(以右旋的螺纹为例)敲击,使断丝锥逐渐退出。
4)在断丝锥孔的周围加热,使工件材料产生热膨胀,然后用钢丝钳拧出断丝锥,这个方法适用于断丝锥露出材料外的情况。
5)将断丝锥进行喷灯退火,使它变软,然后用小直径钻头钻孔攻切螺纹(螺纹旋向与断丝锥旋向相反),用螺丝旋出断丝锥,这个方法适用于直径较大的断丝锥。
6)以上五种方法都不能取出断丝锥时,视工件的价值和用途,在条件允许下,可采用电火花击碎断丝锥然后取出。
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- 钳工 钳工第七章 手工切削螺纹 第七 手工 切削 螺纹