加工小尺寸内螺纹常出现的问题及解决办法

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机器的制造单元是零件，零件通过一定形式相联接组成机器。而零件之间的联接形式之一为螺纹联接，因此，螺纹往往是零件上最常见结构之一。加工螺纹常用的方法有车、攻、碾压等，而攻螺纹是应用最广泛的一种内螺纹加工方法。特别是对于小尺寸内螺纹，攻螺纹几乎是唯一的加工方法。攻螺纹的方法一般有两种，即手攻和机攻。为便于螺纹加工，下面将螺纹加工中的注意事项，常出现的问题、产生的原因、解决办法以及取出折断丝锥的常用方法等一系列问题加以论述。 : I* d! J3 W) X" a2 `( I, f ~

1 用普通丝锥攻螺纹的方法及注意事项

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1. 手攻螺纹的方法及注意事项 2 g" X2 u+ ^0 G
   目前，在机械加工中，手攻螺纹仍占有一定的地位。因为在实际生产中，有些螺纹孔由于所在的位置或零件形状的限制，不适用于机攻螺纹。对于小孔螺纹，由于螺纹孔直径较小，丝锥强度较低，用机攻螺纹容易折断丝锥，一般也常采用手攻螺纹。但是，手攻螺纹的质量受人为因素的影响较大，所以我们只有采取正确的攻螺纹方法，才能保证手攻螺纹的加工质量。

   1. 工件的装夹 被加工工件装夹要正。一般情况下，应将工件需要攻螺纹的一面，置于水平或垂直位置。便于判断和保持丝锥垂直于工件基面。
   2. 丝锥的初始位置 在开始攻螺纹时，要把丝锥放正，然后一手扶正丝锥，另一手轻轻转动铰杠。当丝锥旋转1～2圈后，从正面或侧面观察丝锥是否与工件基面垂直，必要时可用直角尺进行校正，一般在攻进3～4圈螺纹后，丝锥的方向就基本确定。 ) P+ H8 ]3 G8 }- C% o! b* x
      如果开始攻螺纹不正，可将丝锥旋出，用二锥加以纠正，然后再用头锥攻螺纹，当丝锥的切削部分全部进入工件时，就不再需要施加轴向力，靠螺纹自然旋进即可。 # ~- @) e$ T, V+ g
      攻螺纹的操作方式攻螺纹时，一般以每次旋进1/2～1转为宜。但是，特殊情况下，应具体问题具体分析，譬如：M5以下的丝锥一次旋进不得大于1/2转；手攻细牙螺纹或精度要求较高的螺纹时，每次进给量还要适当减少；攻削铸铁比攻削钢材的速度可以适当快一些，每次旋进后，再倒转约为旋进的1/2行程；攻削较深螺纹时，为便于断屑和排屑，减少切削刃粘屑现象，保证锋利的刃口，同时使切削液顺利地进入切削部位，起到冷却润滑作用。回转行程还要大一些，并需要往复拧转几次，另外，攻削盲孔螺纹时，要经常把丝锥退出，将切屑清除，以保证螺纹孔有效长度。
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   3. 用力要均匀 转动铰杠时，操作者的两手用力要平衡，切忌用力过猛和左右晃动，否则容易将螺纹牙型撕裂和导致螺纹孔扩大及出现锥度。如感到很费力时，切不可强行攻螺纹，应将丝锥倒转，使切屑排除，或用二锥攻削几圈，以减轻头锥切削部分的负荷，然后再用头锥继续攻螺纹，如果继续攻螺纹仍然很吃力或断续发出“咯、咯”的声音，则切削不正常或丝锥磨损，应立即停止攻螺纹，查找原因，否则丝锥有折断的可能。
   4. 退出丝锥的操作方式 攻削盲孔螺纹时，当末锥攻完，用铰杠倒旋丝锥松动以后，用乎将丝锥旋出，因为攻完的螺纹孔和丝锥的配合较松，而铰杠重，若用铰杠旋出丝锥，容易产生摇摆和震动，从而破坏了螺纹的表面粗糙度。攻削通孔螺纹时，丝锥的校准部分尽量不要全部出头，以免扩大或损坏最后几扣螺纹。
   5. 成组丝锥的应用 用成组丝锥攻螺纹时，在头锥攻完后，应先用手将二锥或三锥旋进螺纹孔内，一直到旋不动时，才能使用铰杠操作，防止对不准前一丝锥攻削的螺纹而产生乱扣现象。
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2. 机用丝锥机攻螺纹的方法及注意事项
   由于手攻螺纹存在效率低，质量不稳定的问题，所以在实际大批量生产中，主要是采用质量好、效率高、生产成本低的机攻螺纹。但是在机攻螺纹过程中，我们也必须正确地使用机器和工具，否则，也将影响螺纹孔的加工质量。

   1. 机床的自身精度 钻床主轴的径向跳动，一般应调整在0.05mm 以内，如果攻削螺纹孔的精度较高时，主轴的径向跳动不应大于0.02mm，装夹工件的夹具定位支承面与钻床主轴中心或丝锥中心的垂直度误差应不大于 0.05mm/100，工件的螺纹底孔与丝锥的同轴度一般应不大于0.05mm。
   2. 攻螺纹的操作方式 当丝锥即将攻完螺纹时，进刀要轻、慢，以防止丝锥前端与工件的螺纹底孔深度产生干涉撞击，损坏丝锥；当攻盲孔螺纹或深度较大的螺孔时，应使用攻螺纹安全夹头来承受切削力。安全夹头承受的切削力，必须按照丝锥的大小来进行调节，以免断锥或攻不进去；在丝锥切削部分长度的攻削行程内，应在钻床进刀手柄上旋加均匀合适的压力，以协助丝锥进入底孔内，这样可避免由于靠开始几扣不完整的螺纹向下去拉主轴时，将螺纹刮烂，当校准部分进入工件时，可靠螺纹自然的旋进进行攻削，以免将牙型切瘦。攻通孔螺纹时，应注意丝锥的校准部分不能全部露出头，否则在反转退出丝锥时，将会产生乱扣现象。
   3. 切削速度的选择 攻螺纹的切削速度主要根据切削材料、丝锥中径、螺距、螺纹孔的深度等情况而定。一般当螺纹孔深度在10～30mm 以内，工件为下列材料时，其切削速度大致如下：钢材v=6～15m/min，调质后的钢材或较硬的钢材v=5～10m/min，不锈钢v= 2～7m/min，铸铁v=8～10m/min，在同样条件下，丝锥直径小取相对高速，丝锥直径大取相对低速，螺距大取低速。
   4. 切削液的选择 机攻螺纹时，切削液主要是根据被加工材料来选择的，且需保持足够的切削液，对于金属材料，一般采用乳化液；对塑料材料，一般可采用乳化油或硫化切削油。如果工件上的螺纹孔表面粗糙度值要求较低时，可采用菜子油及二硫化钼等，豆油的效果也比较好。

2 用普通丝锥攻螺纹常出现的问题、产生的原因及解决的方法

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根据生产实际，通过归纳总结，可以发现：用普通丝锥攻螺纹，经常会出现丝锥折断、螺纹中径超差等情况，对于这些问题，我们进行了如下归纳和分析，以表格的形式提供给大家，以便于指导生产实际，减少生产事故，提高加工效率。 5 ?' I: [7 C' C" |$ \* _# e B0 p2 T5 D6 M4 n2 j( n9 M5 y: _: h5 [: s* f" R8 A! Z8 B ?# u+ ~5 G; A1 @, b) V9 Y7 p5 s: ?0 T) ^6 x$ H* m5 }2 `/ ]7 ^; L3 R0 g4 n- u/ u9 i1 u& B1 X/ `9 l& Q: n) [- X, e7 m$ W( S# v4 b3 l( x0 j5 ]) a1 Y" q- |- p( _ a& ]7 J/ M: m2 T' j7 A5 p! j% H# u. b! [' `. q7 K* N: \2 D: V4 J# u) r; J0 i' F

问题	产生原因	解决办法
丝锥折断	螺纹底孔加工时，底孔直径偏小，排屑不好造成切屑堵塞；攻盲孔螺纹时，钻孔的深度不够；攻螺纹的速度太高过快；攻螺纹用的丝锥与螺纹底孔直径不同轴；丝锥刃磨参数的选择不合适；被加工件硬度不稳定；丝锥使用时间过长，过度磨损。	正确地选择螺纹底孔的直径；刃磨刃倾角或选用螺旋槽丝锥；钻底孔的深度要达到规定的标准；适当降低切削速度，按标准选取；攻螺纹时校正丝锥与底孔，保证其同轴度符合要求，并且选用浮动攻螺纹夹头；增大丝锥前角，缩短切削锥长度；保证工件硬度符合要求，选用保险夹头；发现丝锥磨损应及时更换。
丝锥崩齿	丝锥前角选择过大；丝锥每齿切削厚度太大；丝锥的淬火硬度过高；丝锥磨损严重。	5 _8 F" M+ z& q 适当减小丝锥前角；适当增加切削锥的长度；降低硬度并及时更换丝锥。
丝锥磨损过快	; A! }0 `8 @; y3 n6 j# G 攻螺纹时速度过高；丝锥刃磨参数选择不合适；切削液选择不当，使用不充分；工件的材料硬度过高；丝锥刃磨时，产生烧伤现象。	适当降低切削速度；减小丝锥前角，加长切削锥的长度；选用润滑性好的切削液；对被加工工件进行适当的热处理；正确的刃磨丝锥。
螺纹中径过大	丝锥的中径精度等级选择不当；切削液选择不合理；攻螺纹的速度过高；丝锥与工件螺纹底孔同轴度差；丝锥刃磨参数选择不合适；刃磨丝锥产生毛刺；丝锥切削锥长度过短。	1 D3 m. a* X* B n4 k1 X. n 选择合适精度等级的丝锥中径；选择适宜的切削液并适当降低切削速度；攻螺纹时校正丝锥和螺纹底孔同轴度；采用浮动夹头；适当减小前角与切削锥后角；消除刃磨丝锥产生的毛刺，并适当增加切削锥长度。
螺纹中径过小	丝锥的中径精度等级选择不当；丝锥刃磨参数不合适；丝锥磨损；切削液选择不合适。	选择适宜精度等级的丝锥中径；适当加大丝锥前角和切削锥度；更换磨损过大的丝锥；选用润滑性好的切削液。
螺纹表面粗糙度大	丝锥刃磨参数不合适；工件的材料硬度过低；丝锥刃磨质量差、切削液选择不当；攻螺纹的削速度太高；丝锥磨损大。	& @4 {" w R9 [7 Q, _0 E 适当加大丝锥前角，减小切削锥度；进行热处理，适当提高工件硬度；保证丝锥前刀面有较低的表面粗糙度值；选择润滑性好的切削液；适当降低切削速度；更换已磨损的丝锥。

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3 从螺孔中取出折断丝锥的方法

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在加工小尺寸内螺纹时，由于丝锥直径小，强度低，丝锥折断现象时有发生，因此，如何正确取出已折断丝锥，也是一个需要研究的重要问题。首先，在取出断丝锥前，应首先把螺孔中的切屑和丝锥碎屑清除干净，以防止夹在螺纹与丝锥之间阻碍丝锥的退出。具体方法有如下几种：

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1. 当折断的丝锥折断部分露出孔外时，可用钳子拧出；或用尖錾子轻轻地剔出；也可以在断锥上焊一个六角螺母，然后用扳手轻轻地扳动六角螺母将断丝退出。. 0 X0 _2 H! j2 c7 R4 a
2. 当丝锥折断部分在孔内时，可在带方榫的断丝锥上拧两个螺母，用钢丝(根数与丝锥槽数相同)插入断丝锥和螺母的空槽中，然后用铰杠按退出方向扳动方榫，把断丝锥取出。 3 y: E9 s% H: b* M: N9 R
3. 丝锥的折断往往是在受力很大的情况下突然发生的，致使断在螺孔中的半截丝锥的切削刃，紧紧地楔在金属内，一般很难使丝锥的切削刃与金属脱出，为了使丝锥能够在螺孔中松动，可以用一个尖凿子，抵在丝锥的容屑槽内，用手锤按螺纹的正反方向反复轻轻敲打，直到丝锥松动即可。 ' Z1 k5 V6 s$ d( `$ o
4. 用乙炔火焰或喷灯使丝锥退火，然后用钻头去钻，此时钻头直径应比底孔直径小，钻孔也要对准中心，防止将螺纹钻坏，钻好孔后打入一个扁形或方形冲头再用扳手旋出丝锥。
5. 用电火花加工设备将断丝锥腐蚀掉。 ; @- n @& |1 C2 v0 c
6. 当攻削不锈钢材料时，因不锈钢能抗硝酸腐蚀，而用高速钢制成的丝锥在硝酸液中却能很快地受到腐蚀，所以可将工件放入硝酸溶液中进行腐蚀的方法取出断丝锥。

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