有关钳工螺纹加工方面的技术研究
2015-12-3 来源：数控机床市场网 作者：海口市高级技工学校 黄师君 冯积山
摘 要：本文首先简要阐述了螺纹的种类、用途及技术要求，并在此基础上对钳工螺纹加工技术进行论述。期望通过本文的研究能够对提高螺纹的加工效率和质量有所帮助。
关键词：钳工； 螺纹； 加工技术
1 螺纹的种类、 用途及技术要求
1.1 螺纹的种类与用途
所谓的螺纹具体是指在圆柱或是圆锤体的表面上制作出的螺旋线型且具有特定界面的连续凸起部分。螺纹的用途比较广泛，主要是利用其配合的特性来达到连接与传动的目的。按照截面形状可将螺纹分为以下几种类型：三角螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹、梯形螺纹，具体形状如图1 所示。其中三角形螺纹的主要作用是连接，其余三种螺纹的主要作用是传动。
1.2 螺纹加工的技术要求
就螺纹而言，它的表面与绝大部分金属构件有着极大的相似之处，具体体现在尺寸、行位和质量要求这三个方面。目前，市面上的螺纹种类相对较多，而且它们的用途也有所不同，所以其技术要求也存在一定的差异。对于无精度要求的传动螺纹而言，通常只要求中径、外螺纹的大径和内螺纹的小径的精度；对于有传动精度要求的螺纹，除应当满足上述要求之外，还要确保螺间距和牙型角的精度，并且螺纹表面后要有足够高的硬度。
2 钳工螺纹加工技术
2.1 螺纹切削技术
在螺纹加工的诸多方法中，切削具有精度高、效率快、成本地等优点，所谓的切削就是使用已经成型的刀具在工件上加工出所需的螺纹形状的一种方法，大体上可将切削分为车削和铣削。
1 ）车削加工。螺纹的车削加工又可分为普通车床和数控车床两种方式。想要通过车床切削出所需的螺纹形状，要保证车床主轴转动一周，刀架能够有效带动车刀移动一个螺距。由于普通车床中的主轴与刀架间的运动逻辑是依靠位于车床内部的传动链予以实现的，在对不同的螺纹螺距进行加工的过程中，通常只需要对主轴到丝杠的传动比进行调整即可。有些特殊领域对零部件的螺纹精度要求较高，如航空、造船等等，如果使用普通机床进行螺纹加工，很难确保螺纹精度达到要求，针对这一情况，可采用数控机床对螺纹进行切削加工。数控机床对螺纹进行加工时，主要是由以下几个系统联动完成的，即主轴系统、驱动系统和控制系统。螺距补偿计算方法的提出，有效解决了数控机床加工时的螺距误差问题，从而使得螺纹的加工精度获得了极大程度地提高。2 ）铣削加工。螺纹铣削通常在专门的螺纹铣床上进行，具体可分为以下两种方法：一是用盘形螺纹铣刀铣削，主要用于尺寸较大的传动螺纹加工，而后将其进行车削精加工；另一种方法则采用梳形的螺纹铣刀对工件进行铣削，这种方法常被用于螺距较小的三角形内、外螺纹加工当中。在大批量生产工件时，一般均采用铣削法进行螺纹加工，加工过程包括工件缓慢转动、铣刀快速转动、铣刀纵向移动三种运动方式。
2.2 螺纹滚压技术
螺纹滚压主要用于生产大批量的标准紧固件和其他螺纹联接件的外螺纹，加工设备主要为各种类型的自动车床，其中最为较为常用的有滚丝机、搓丝机等等。螺纹滚压技术最为显著的特点是能够使金属流线的走向更加合理，并且不会将材料中的纤维全部切断，这使其具备了良好的冷作硬化效果，同时工件表面还能保留一定的残余应力。相对于切削加工而言，滚压螺纹的疲劳强度可提高 30~40%，如果在热处理的前提条件下对工件进行滚压加工，能够使疲劳强度达到 70%左右。采用滚压技术对螺纹进行加工的过程中需要控制好螺纹的长度，尽量不要超过 100mm，并且要保证其外径≤25mm。为保证工具使用寿命，应选择硬度不超过 HRC35 的材料，防止工具出现过早的疲劳损坏。螺纹滚压不适用于内螺纹加工，根据滚压模具的不同，可将其分为滚丝与搓丝。由于滚丝的精度相对较低，所以在实际应用中较少，下面重点对搓丝进行介绍。搓丝具体是指在挤压工件时使用两块带有螺纹槽的搓丝板，使工件表面形成螺纹。在实际加工中，可以把一块搓丝板牢靠固定于机床之上，而另外一块活动的搓丝板则随着机床上的滑枕作直线运动，这样一来，便可带动待加工工件沿着顺时针转动，该搓丝板完成一次行程后，螺纹挤压便可随即完成。
2.3 螺纹底孔加工
2.3.1 技术要点
1 ）应当根据相关规范标准的要求，对钻头进行合理选择，并保证所选的钻头具有足够锋利的切削刃，需要特别注意是，选用的钻头上不得存在磨损或是毛刺等情况，以免造成螺纹底孔被刮伤。2 ）在钻孔的过程中，必须对进刀量和钻速进行严格控制，并按照工件的材质，选择与之相适应的冷却润滑油，将切削热量控制在合理范围内。若是采用对冷硬层进行加厚的加工方式，则会导致后续的攻丝难度有所增大。3 ）当孔底直径≥10mm 时，必须先进行钻孔，随后才能进行扩孔，这样能够确保螺纹孔底的直径达到要求，以防止螺纹底加工出现倾斜或弯曲，造成螺纹牙型歪斜。
2.3.2 加工注意事项
1 ）在丝攻出现崩刃和磨损现象后，应对刀齿前后角进行修磨，以恢复它的锋利性。在研磨的过程中，将机油涂在油石上，平稳掌握油石。研磨过后，清洗干净丝锥。当丝攻的刀齿磨损到极限成崩刀齿时，可用片状砂轮对刀齿前面进行修磨。在修磨好之后，再用柱形油研磨，用以增大刀齿前面的粗糙度。2 ）可使用砂轮对已经出现破坏丝攻进行修切，修磨时应当确保切削锤的一致性。需要特别注意的是，对丝攻进行转动时，不可使下一条刃齿的尖端与砂轮互碰，从而防止刀齿的刃尖被抹掉。
3 结论
综上所述，螺纹加工是一项复杂的工作，一旦加工过程中出现问题，便会对螺纹精度造成影响。对于一名优秀的钳工而言，想要加工出质量合格的螺纹，就必须了解并掌握螺纹加工方面的技术，并把这些技术合理地应用到实际工作当中，借此来确保螺纹的加工精度，进而提高螺纹加工的整体质量。
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