《鉗工》第七章手工切削螺紋要點(diǎn)

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1、 第七章 手工切削螺紋 螺紋零件，在機(jī)器制造中是必不可少的。 它可用作聯(lián)接、 緊固和調(diào)整各種零部件，并可用來傳遞動力或改變運(yùn)動形式等。人們?nèi)粘?yīng)用的如自行車、鐘表，還有各種機(jī)械設(shè)備，都是靠螺紋零件裝配成的。因此，對于螺紋的基本原理，我們有必要加以了解，以便適應(yīng)生產(chǎn)需要，選用合適的螺紋。作為鉗工，還要懂得手工切削螺紋。下面介紹的便是螺紋的基本概念和手工切削螺紋的操作技術(shù)。 第一節(jié) 螺紋基本概念 1．螺紋的基本原理：用一張剪成直角三角形 ABC 的紙（如圖 7— 1），以一直角邊 AC 挨著一假設(shè)直徑為 a 的圓柱底面邊緣繞圓柱旋轉(zhuǎn)，

2、其斜邊 AB 在圓柱 上就形成了一條螺旋曲線，旋轉(zhuǎn)一周后，相鄰兩點(diǎn)距離（即 BC 兩點(diǎn)距離），稱為螺線節(jié)距（ S），又叫導(dǎo)程，按照這個(gè)原理產(chǎn)生螺紋，如圖 7— 1b）螺紋自左向右升起為右旋螺紋，螺紋自右向左升起為左旋螺紋。 螺紋有單頭和多頭，螺紋頭數(shù)多少都要在螺線節(jié)距（ s）范圍之內(nèi)，這樣才能保證螺紋足夠強(qiáng)度。 設(shè)螺紋頭數(shù) n、螺紋節(jié)距 (螺距 )t，那么，螺線節(jié)距（ s）和螺紋節(jié)距（螺距） t 的關(guān)系便是： s=nt 從上

3、式知道， 多頭螺紋節(jié)距和螺旋線節(jié)距是不相等的。 只有單頭螺紋， 螺距和螺線節(jié)距相等。 2．螺紋種類：螺紋在應(yīng)用中可分為聯(lián)結(jié)螺紋和傳動螺紋兩大類。從螺紋配 合要素（牙形、螺距、外徑）是否符合國家規(guī)定螺紋標(biāo)準(zhǔn)來看， 又可分標(biāo)準(zhǔn)螺紋、特殊螺紋和非標(biāo)準(zhǔn)螺紋三種。 標(biāo)準(zhǔn)螺紋——牙形、螺距、外徑都符合國家頒布的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 特殊螺紋——牙形符合標(biāo)準(zhǔn)，螺距、外徑都不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 非標(biāo)準(zhǔn)螺紋——牙形、螺距、外徑都不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 以螺紋的牙形來區(qū)分：有三角形螺紋、梯形螺紋、方形螺紋、半圓螺紋、鋸齒形螺紋等多種（如圖 7— 2）。

4、 3．三角形螺紋應(yīng)用和代號：三角形螺紋多用于聯(lián)結(jié)上，是應(yīng)用得比較廣泛的一種螺紋。它可以分成下面三種。 （1）普通螺紋：公制單位， 以毫米（ mm）為尺寸單位， 分粗牙普通螺紋和細(xì)牙普通 螺紋兩種，牙形角 α =60， 如圖 7—3 所示。 粗牙普通螺紋代號以字 母“ M ”及直徑（公稱直徑） 來表示，尺寸單位不必標(biāo)明； 細(xì)牙普通螺紋代號以字母 “M ” 及直徑螺距表示，尺寸單位 不必

5、標(biāo)明。 如 M10，即表示粗牙普通螺紋，公稱直徑 10 毫米，螺 距 1.5 毫米； M10 1.25 即表 示細(xì)牙螺紋，公稱直徑 10 毫米，螺距 1.25 毫米。 普通螺紋公稱直徑與螺距系列?？蓞⒖幢?7— 1 （2）吋制螺紋：以英吋（ ”）為尺寸單位，現(xiàn)在機(jī)械制造中少采用，多配制于舊機(jī)器吋制螺紋零件，牙形如 7—4 所示。 吋制螺紋代

6、號以外徑（公稱直徑）及每吋牙數(shù)表示。如 3/16”-18 或 5/16” 18，即表示吋制螺紋公稱直徑 3/16”或 5/16”每吋牙數(shù) 18。如表 7—2 為粗牙吋制 螺紋和每吋牙數(shù)系列表。 （3）管子螺紋：管子螺紋用于管件聯(lián)接，它與其他螺紋不同的是螺距比較 小，牙的深度也比較淺。 公稱直徑是指管子孔徑， 因此螺紋外徑比公稱直徑要大。 管螺紋分圓柱管螺紋（代號 G），圓錐管螺紋（代號 KG）牙形角 α=55和吋制圓錐管螺紋（代號 K

7、又叫布錐管螺紋，）牙形角 α=60三種。 管螺紋有左旋和右旋之分，左旋的管螺紋在代號中標(biāo)注“左” ，右旋一般不加標(biāo)注。 如 G3/8”，即表示圓柱管螺紋，公稱直徑 3/8”右旋。 G3/4 ”-2 左，即表示圓柱管螺紋，公稱直徑為 3/4”， 2 級精度，左旋。 KG2”左，即表示圓錐管螺紋（ α=55），公稱直徑 2”，左旋。 K3/4 ”左，即表示吋制圓錐管螺紋（ α =60），公稱直徑 3/4”，左旋。 管螺紋具體尺寸可參看如表 7—3、7—4

8、 第二節(jié) 螺紋切削工具 要從金屬圓柱或鉆孔中切削出螺紋， 就要使用切削螺紋刀具。 鉗工通常使用的切削螺紋刀具有絲錐（絲攻）和圓板牙（絲板）兩種。 1．絲錐： （1）絲錐的基本構(gòu)造：絲錐是加工內(nèi)螺紋用的工具，它的基本結(jié)構(gòu)形狀像 一個(gè)螺釘，軸向開有幾條出屑槽， 相應(yīng)地

9、形成幾瓣刀刃。 整個(gè)絲錐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 組 成。 切削部 分主要擔(dān)負(fù) 起切螺紋的 工作；修光 部分有完整 的齒形，用 作修光螺紋 和校定螺紋 直徑。在工 作部分，軸 向一般開有 3~4 條切削 刀刃和容屑 槽，切削刃 切削出來的斷屑可從容屑槽中排出。 切削刃的幾何角度： 前角（γ）和后角（ α）大小是根據(jù)加工材料來確定的。標(biāo)準(zhǔn)絲錐，前角（ γ）一般取 5 ~10，適用于鋼或鑄鐵材料。后角（ α），一般手用絲錐取 6

10、~8，機(jī)用絲錐取 10~12。 2）扳柄部分：呈圓柱形，末端是方頭（方榫） ，用以套上扳手，傳遞扭力，進(jìn)行切削工作。機(jī)用絲錐柄部比手用絲錐柄部稍長，并開有一半圓環(huán)槽。 （2）絲錐種類：常用的有手用絲錐，機(jī)用絲錐和管子絲錐三種。 1）手用絲錐（如圖 7— 6）：運(yùn)用手工操作切削內(nèi)螺紋用，一般由兩把或三把組成一套。兩把一套的分頭攻、二攻，分別擔(dān)任先后的切削螺紋工作。 2）機(jī)用絲錐（如圖 7— 7）：機(jī)用絲錐可裝夾在車床尾座或經(jīng)過減速的鉆床 上攻絲，為了防止絲錐在工作時(shí)松脫，柄部除有方頭外，還設(shè)計(jì)有半圓環(huán)槽。由 于絲錐工作導(dǎo)向較好， 故常用單把攻絲

11、。 但在加工材料較硬、 較韌和直徑較大的 螺紋時(shí)，應(yīng)采用兩把一套的機(jī)用絲錐。 3）管子絲錐（如圖 7— 8）?？摄q切管路附件和一般機(jī)件上內(nèi)管螺紋，分圓 柱管螺紋（ α=55）、圓錐管螺紋（ α =55）和布氏管螺紋（ α =60）三種。 一般圓柱管螺紋絲錐兩把一套，圓錐管螺紋絲錐單把。

12、 2．圓板牙：是在圓柱形工件上鉸切外螺紋的一種刀具，有開縫和不開縫兩種，外圓表面開有頂絲窩，用于定緊在扳手上。板牙的基本結(jié)構(gòu)像一個(gè)螺母，開 有幾個(gè)排屑孔。由于板牙螺紋廓形是內(nèi)螺紋表面，較難磨制（一般不磨） ，熱處理后產(chǎn)生的變形和表面脫碳等缺陷未能消除， 因此，用板牙加工出來的外螺紋光潔度較低。 圓板牙中心有螺紋，端面鉆頭 3~7 個(gè)出屑孔（視直徑大小而定） ，形成刀刃并磨出前角（ γ），一般取前角（ γ）15~20。板牙兩端均做出切削錐，并經(jīng)鏟磨形成齒頂后角（

13、 α）為 7~9。切削錐角 2φ為 40~60，當(dāng)螺紋需要切到軸肩時(shí)，取 2φ=90。校準(zhǔn)部分起校準(zhǔn)的導(dǎo)向作用，為了減少螺距的積累誤差，其長度不宜過大，一般取（ 4~4.5）s，圓板牙的構(gòu)造如圖 7~10 所示。 圓板牙可以一次完成整個(gè)螺紋的攻絲工作。因此，單個(gè)成套。 用來切削管子外螺紋的管子牙板，必須嵌在活絡(luò)板牙的板牙架上，圖 7—11 是管子板牙架，這種活絡(luò)板牙架可以裝三種板牙，即切削直徑 13~19 毫米 （ 1 " ~ 3 " ），切削直徑 25~38 毫

14、米（ 1" ~ 11 " ）和切削直徑 33~50 毫米（1 1 " ~ 2" ） 2 4 2 2 三種。 第三節(jié) 切削螺紋的操作技術(shù) 1．攻絲前鉆孔直徑、鉆孔深度和絲錐的確定： （1）鉆孔直徑的確定：攻絲前，鉆孔直徑的確定是切削螺紋的關(guān)鍵。鉆孔 直徑的選擇是否適當(dāng)， 對于攻絲操作的效率和螺紋使用壽命有密切的關(guān)系。 鉆孔直徑過大了，就不能攻出螺紋或者螺紋深度不夠，從而削弱了螺紋的使用強(qiáng)度， 或出廢品；鉆孔直徑過小，攻絲時(shí)，絲錐就會被卡住，造成切削困難，甚至發(fā)生絲錐折斷的危險(xiǎn)。

15、 從圖 7—12 中，我們可以看到絲錐在孔內(nèi)切削時(shí)的工作情況： 它一方面切下了切屑，另一方面也把材料擠壓上來，嵌到螺牙里去，從周圍向絲錐擠壓。如果攻絲前鉆孔直徑選擇得太小， 就會把絲錐卡住。 因此，在鉆孔時(shí)的鉆頭選擇要大于螺紋內(nèi)徑。鉆孔直徑可參考如表 7—5、表 7—6、表 7—7。

16、 攻絲前，鉆孔直徑可按下列公式選取。 1）攻公制螺紋： 鉆頭直徑 d =d-t 螺距： t<1 時(shí)， 2 t>1 時(shí)， 鉆頭直徑 d2=d-(1.04~1.06)t 式中： d 為螺紋公稱直徑， t 為螺距。 [例 ]攻 M10 螺紋，求鉆頭直徑 d2。 [解] 代入上式： d2=d-1.04t=10-1.56≈8.4（毫米）。 2）攻吋（英）制螺紋： 式中： d2 為鉆頭直徑， d 為螺紋公稱直徑， n 為每吋牙

17、數(shù)。 [例 ]攻 3/8”吋制螺紋，每吋牙數(shù) 16，求攻絲前鉆頭直徑 2。 d [解 ]當(dāng)鑄鐵或青銅材料，代入上式： d2=25(d- 1 )=25 ( 3 - 1 )≈7.8（毫米） n 8 16 當(dāng)鋼或黃銅材料時(shí)，代入上式： d2=25(d- 1 )+0.1=25( 3 - 1 )+0.1≈7.9（毫米） n 8 16 （2）鉆孔深度的確定：在攻制不通孔的螺紋時(shí)，由于絲攻起切削刃部分不能達(dá)到螺紋尺寸要求， 但這個(gè)部分占了一定的高度， 因此要達(dá)到圖紙要求攻牙的 深度，就必須再加上其起削刃部分高度，

18、這個(gè)高度大約是螺紋外徑的 0.7 倍。即： h1=h+0.7d 式中： h1 為鉆孔深度， h 為螺紋需要深度， d 為螺紋公稱直徑。 [例 ]螺紋外徑 d=10 毫米，螺紋需要深度 h=20 毫米，求鉆孔深度 h1。 [解 ]代入上式： h1=h+0.7d=20+0.710=27（毫米） （3）絲錐的確定： 1）嚴(yán)格按圖紙選用合適大小、長度、柄部磨制、手用或機(jī)用的絲錐，以免絲錐折斷（攻絲時(shí)絲錐斷在工件內(nèi)，盡可能取出來）或完成不了攻絲。 2）絲錐柄部寫有螺紋公稱直徑 d，但小的絲錐（如 M2 ）它的螺紋外徑（公稱直徑）是做成等于或略小于柄部直徑的。 假

19、如要攻的螺紋深度比絲錐工作部分長或要攻至通孔， 絲錐在工作部分都進(jìn)入工件以后， 便因?yàn)楸看笮∨c工作部分大小一樣、并沒有切削刃不能繼續(xù)攻絲。 若使用該絲錐繼續(xù)強(qiáng)行攻絲， 絲錐便斷 在工件里。此時(shí)便要選用柄部經(jīng)過砂輪磨制，其柄直徑小于螺紋內(nèi)徑 d1 的特殊小絲錐，以完成深螺紋或通孔螺紋的攻制，使螺紋合格、可用。 3）在使用大的絲錐（如 M10）攻通孔的螺紋，必須先用頭攻（頭錐）先切削試攻。因?yàn)榻z錐工作部分（螺紋的外徑與內(nèi)徑）比柄部粗，應(yīng)該把整條絲錐正轉(zhuǎn)，從攻絲的孔另一端旋出，使整個(gè)通孔的螺紋牙形合格、可用。 2．板牙前圓桿直徑的確定：板牙圓柱直徑也是根據(jù)材料性質(zhì)

20、決定的，由于 板牙時(shí)也有擠壓，因此圓桿直徑亦應(yīng)小于螺紋外徑。其具體數(shù)據(jù)，可參考表 7— 8。 3．切削螺紋的操作方法： （1）攻絲操作方法： 1）根據(jù)螺紋的要求，通過計(jì)算或查表確定鉆孔直徑和深度，然后鉆孔。 2）固定被切削螺紋的零件，選擇合適扳手，先用頭攻攻絲，導(dǎo)出螺紋。絲錐初進(jìn)孔時(shí)，兩手用力要輕而均勻，以適當(dāng)壓力和扭力把絲錐切入孔中，這時(shí)， 要從四個(gè)方向用角尺校正絲錐

21、與工件表面的垂直度 （也可以用螺母旋入絲錐， 絲錐進(jìn)孔后，便可檢查螺母平面各個(gè)方向與工件表面距離是否一致， 以判別螺紋垂直度）。當(dāng)絲錐正確導(dǎo)入了孔內(nèi)進(jìn)行切削時(shí)，就不必再使用壓力，只施旋轉(zhuǎn)扭力就行了（如圖 7—13）。 3）在右旋螺紋的攻絲過程中，旋扭的方向不時(shí)正轉(zhuǎn)（順時(shí)針方向）和倒轉(zhuǎn) （逆時(shí)針方向），一般每正轉(zhuǎn) 1/2~1 圈就倒轉(zhuǎn) 1/4~1/2 圈，以使切屑切斷并從出屑 槽中排出。 4）要經(jīng)常旋出絲錐進(jìn)行孔內(nèi)清屑，絲錐頂?shù)讜r(shí)不能過于用力旋扭，以防止絲錐在過大的扭力下折斷。 5）使用頭攻切削完后，繼續(xù)用二攻，三攻。在加工較硬的金屬材料或銅時(shí)，特別

22、要注意使用絲錐次序， 且要施用潤滑冷卻液。 當(dāng)出現(xiàn)旋扭回應(yīng)力 （即不能再前進(jìn)，感覺扳手有彈性）時(shí)就要停止用力，退出并換另一絲錐，以防絲錐折斷。 6）當(dāng)工作孔周圍不能容納一般扳手攻絲時(shí)，可采用丁字扳手。丁字扳手套桿較長，操作時(shí)要特別小心，要保持扭距平行，并要經(jīng)常倒后轉(zhuǎn)動，以消除切屑阻塞現(xiàn)象。 （2）板牙操作方法： 1）根據(jù)螺紋大小選擇圓桿直徑，并在要鉸牙一端倒斜角，以便套扣。 2）圓桿要夾持牢固，圓板牙套上圓桿后，應(yīng)垂直于圓桿中心，兩手均勻地施以一定的壓力，進(jìn)行旋扭。

23、 3）圓板牙在圓桿切削出幾個(gè)螺紋后，已導(dǎo)出了正確方向，就不再需要施以 壓力，只要扭力，同時(shí)注意經(jīng)常進(jìn)行倒轉(zhuǎn)（逆時(shí)針方向） ，用以斷屑，并施加潤 滑冷卻液。 （3）機(jī)械攻絲：切削螺紋時(shí)，刀具的運(yùn)動不是靠手來操作，而是借助機(jī)械來完成，機(jī)械切螺紋是用絲錐在專用攻絲機(jī)或減速的鉆床、手電鉆、風(fēng)鉆進(jìn)行。 用機(jī)械攻絲時(shí)， 注意絲錐與孔軸線不能傾斜。 為了防止絲錐折斷， 還要裝上絲錐保險(xiǎn)夾頭（如圖 7— 15）。絲錐保險(xiǎn)夾頭是利用摩擦力原理，在里面裝上幾塊內(nèi)外摩擦片 （內(nèi)摩擦片與夾頭插尾用滑鍵相聯(lián)， 外摩擦片與外殼相連，

24、絲錐套在外殼上），當(dāng)絲錐在切削時(shí)遇到較大切削阻力時(shí)，內(nèi)外摩擦片產(chǎn)生自滑，絲錐就不能轉(zhuǎn)動了。 （4）冷卻液的選擇：用絲錐和圓板牙進(jìn)行切削螺紋時(shí)，經(jīng)常注入冷卻潤滑 液，既可以減少切削螺紋過程中的阻力， 又可提高螺紋的光潔度和延長絲錐、 圓板牙的使用壽命。 冷卻潤滑液的選擇主要根據(jù)加工材料的性質(zhì)而定， 加工鋼料一般采用肥皂水，加工銅料、鋁料一般也用肥皂水或者煤油冷卻。 （5）取出斷桿絲錐的

25、方法：用絲錐切螺紋的時(shí)候，由于不小心、扭力不均勻、強(qiáng)行正轉(zhuǎn)，把絲錐折斷在孔內(nèi)，尤其是 M10 以下的小直徑的絲錐，是比較容易折斷的。 如果不把折斷在孔內(nèi)的絲錐取出， 就會影響機(jī)械裝配工作， 甚至使工件變成廢品。 因此，我們應(yīng)該盡量設(shè)法取出絲錐。 以下介紹幾種取出斷絲錐的方法。 1）找一跟與斷絲錐直徑大小相當(dāng)?shù)匿摴?，在管口上銼出若干個(gè)叉（視絲錐出屑槽數(shù)量而定），經(jīng)淬硬后把鋼管插入孔內(nèi)，使叉尖插到斷絲錐出屑孔內(nèi)，然后轉(zhuǎn)動鋼管，擰出斷絲錐。 2）在切通孔螺紋時(shí)折斷絲錐，可用兩根細(xì)鋼條（鋼條的直徑根據(jù)斷絲錐出屑槽的大小而定），對稱地插在斷絲錐出屑槽內(nèi)，向反螺紋方向旋轉(zhuǎn)，擰出斷絲錐。 3）用中心沖或小鏨尖頂在斷絲錐出屑槽壁，以適當(dāng)?shù)腻N擊力（這時(shí)可采用手揮錘），向反時(shí)針方向（以右旋的螺紋為例）敲擊，使斷絲錐逐漸退出。 4）在斷絲錐孔的周圍加熱，使工件材料產(chǎn)生熱膨脹，然后用鋼絲鉗擰出斷絲錐，這個(gè)方法適用于斷絲錐露出材料外的情況。 5）將斷絲錐進(jìn)行噴燈退火， 使它變軟，然后用小直徑鉆頭鉆孔攻切螺紋 （螺紋旋向與斷絲錐旋向相反） ，用螺絲旋出斷絲錐，這個(gè)方法適用于直徑較大的斷絲錐。 6）以上五種方法都不能取出斷絲錐時(shí)，視工件的價(jià)值和用途，在條件允許下，可采用電火花擊碎斷絲錐然后取出。