絲錐是加工各種中、小尺寸內(nèi)螺紋的刀具，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，既可手工操作，也可以在機(jī)床上工作，在生產(chǎn)中應(yīng)用得非常廣泛。

什么是攻螺紋

攻螺紋是用絲錐在工件的孔內(nèi)部切削出內(nèi)螺紋。

（1）決定絲錐性能的因素包括：

• 工件材料

• 切削速度

• 切削刃材料

• 刀柄

• 絲錐形式

• 孔的尺寸

• 攻螺紋刀柄

• 切削液

• 孔深

（2）螺距：螺紋上相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。

（3）導(dǎo)程：同一螺旋線上相鄰兩牙對(duì)應(yīng)點(diǎn)的軸向距離。用代號(hào)S表示。

（4）螺紋的公稱直徑：除管螺紋以通管的內(nèi)徑（英寸單位）為公稱直徑外，其他螺紋的公稱直徑，均以螺紋的大徑為公稱直徑（公制單位）。

（5）螺紋中徑：中徑最為重要，因?yàn)樗刂扑新菁y組裝的配合與強(qiáng)度。中徑在節(jié)線上，這一位置的齒寬與相鄰齒槽寬度一致。

螺紋的命名

英制螺紋：英制螺紋是螺紋尺寸用英制標(biāo)注，是美國(guó)、英國(guó)與加拿大根據(jù)統(tǒng)一的體系開發(fā)的。

公制螺紋 ：根據(jù)ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織）系統(tǒng)開發(fā)的，是全球公制螺紋的標(biāo)準(zhǔn)。

設(shè)計(jì)高性能攻螺紋加工

（1）完美應(yīng)用

攻螺紋過(guò)程需要考慮的因素有：工件設(shè)計(jì)、絲錐設(shè)計(jì)、應(yīng)用。其目標(biāo)是降低切削力，同時(shí)絲錐強(qiáng)度達(dá)到最大。

（2）平衡各種選項(xiàng)： 必須兼顧應(yīng)用的方方面面

（3）絲錐設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1）對(duì)于形成長(zhǎng)屑的較軟的粘性材料

• 絲錐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

• 前角和鉤形角度較大

• 后角和避空較大

• 自由切削

• 易于崩刃

• 絲錐整體較脆弱

• 容屑空間大

2）對(duì)于硬性材料

• 絲錐具有重載結(jié)構(gòu)

• 前角和鉤形角度小

• 鏟背和后角小

• 切削壓力較高

• 刃口設(shè)計(jì)粗壯，減少崩刃

• 橫截面大

• 容屑空間有限

（4）絲錐設(shè)計(jì)需考慮的因素：絲錐槽型、刀具材料、表面強(qiáng)化處理。這些設(shè)計(jì)特點(diǎn)必須保持平衡，才能提供適當(dāng)?shù)那邢?，切屑控制，?rùn)滑和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。

必須在切削中途停止并反轉(zhuǎn)出孔，而切削依然留在溝槽中。這就給金屬加工中的攻螺紋和絲錐的設(shè)計(jì)帶來(lái)一個(gè)最大的挑戰(zhàn)。

絲錐的形狀

（1）絲錐切削面的類型

①正確選用絲錐正向鉤形絲錐

②正確選用絲錐小的或負(fù)向鉤形角絲錐

（2）絲錐切削錐

每增加一個(gè)切削錐齒，絲錐使用壽命都會(huì)按指數(shù)延長(zhǎng)。測(cè)試表明每加半個(gè)切削齒螺紋， 刀具使用壽命就會(huì)加倍。與其他刀具不同， 絲錐切屑荷載只能隨著排屑槽數(shù)量和切削錐長(zhǎng)度改變而改變。

（3）倒錐：與其他所有的刀具類似，絲錐也略有倒錐。

（4）螺紋鏟背

螺紋鏟背的優(yōu)點(diǎn)有：

• 切削輕快，熱量積聚少

• 絲錐上纏繞，粘結(jié)的材料少（粘屑，積屑瘤少）

• 可采用較高的攻螺紋速度

• 補(bǔ)償工件材料的塑性變形

螺紋鏟背的缺點(diǎn)有：

• 切削刃變脆，易于崩刃

• 主軸和裝夾（包括浮動(dòng)刀柄）剛性不足是會(huì)使螺紋變差

• 在反轉(zhuǎn)時(shí)非常細(xì)小的切屑可能會(huì)嵌入使切削刃崩刃

（5）絲錐公差

每個(gè)絲錐都有專用的中徑尺寸。

標(biāo)有 H 或 D 公差的絲錐 ( 主要是美國(guó)的絲錐 )

• H/D  公差表示絲錐的螺紋尺寸。

• 字母表明絲錐的尺寸大于或高于基本中徑 (“H”=英制 , “D” =公制 )， 還是低于基本中徑 (“L”=英制 , 'DU'= 公制 )。

• 實(shí)際絲錐尺寸數(shù)字與基本中徑有關(guān)，如：H2，D3，L1，或 DU2每個(gè)絲錐都有專用的中徑尺寸。

絲錐往往標(biāo)有螺紋等級(jí)

• 通用 HP 絲錐系列。

• 標(biāo)明絲錐是符合部件配合等級(jí)的正確尺寸。

• 3B級(jí)絲錐適用于 2B 級(jí)部件。

• 標(biāo)有 “ X” 的絲錐等級(jí)表明其公差較大，用于精密絲錐，電鍍或熱處理部件，或用于接近（彈性記憶）的材料 。

電鍍的攻螺紋

• 對(duì)于內(nèi)螺紋，您必須選擇較大公差等級(jí)的絲錐。

• 較大的中徑會(huì)使螺紋尺寸稍微大一些。

• 電鍍以后的增大量又會(huì)使螺紋尺寸回到規(guī)定值。

絲錐的切削處理

（1）孔的類型和切屑處理

（2）擠出切削，螺旋排屑槽絲錐

• 最適合用于盲孔和深孔加工。

• 推薦用于產(chǎn)生粘連切屑的材料。

• 非常適合用于斷續(xù)切削。

螺旋排屑槽絲錐的錐芯很薄，是絲錐設(shè)計(jì)中最脆弱的部分。因此，速度要比直排屑槽絲錐低30%~40%，以免斷裂。

（3）拉出切削

（4）直排屑槽絲錐

• 強(qiáng)度最大的絲錐。

• 推薦用于易斷屑的材料，如黃銅和鑄鐵或硬化鋼。

• 通常需要冷卻液或氣體 沖洗排屑槽中的切屑。

• 可以具有多種切削錐形式。

– Taper (Form A)“A” – 初錐– Plug (Forms B & D)“B/D” – 中錐– (Form C) “C” – 半平底或修正平底– (Form E) “E”– 平底

（5）擠壓絲錐

其加工特點(diǎn)是無(wú)論在通孔還是盲孔中都不產(chǎn)生切屑。

（6）切削絲錐與擠壓絲錐對(duì)比

（7）底孔尺寸對(duì)擠壓螺紋的影響

絲錐的涂層

（1）涂層的優(yōu)點(diǎn)

①表面處理

• 改進(jìn)HSS絲錐的外觀

• 不會(huì)改變絲錐的尺寸

②絲錐壽命提高

• 耐磨性高

• 減少摩擦和功耗

• 減少崩刃和折斷

• 表面硬度少許提高

③提高螺孔的表面質(zhì)量和尺寸精度

• 切削刃保持鋒利

• 具有潤(rùn)滑作用

• 降低負(fù)荷和擦傷

• 積屑瘤最少

（2）什么是積屑瘤？工件材料熔焊或咬死在切屑刃上的積留物。

（3）傳統(tǒng)的表面處理

（4）薄膜涂層

攻螺紋加工的成功訣竅

（1）確定螺紋百分比    

鉆頭鉆孔尺寸確定了螺紋底徑與螺紋高度的百分比，你使用的鉆頭直徑越大，達(dá)到的螺紋高度比越小。

（2）底孔尺寸的選擇

一般首選螺紋高度的65% 到70%。

83%高度的螺紋僅比65%高度的螺紋強(qiáng)度大2%，但是攻螺紋扭矩超過(guò)其兩倍。

（3）常見問(wèn)題

①產(chǎn)生削頂?shù)脑?/span>

• 手動(dòng)攻螺紋

– 手動(dòng)進(jìn)給不協(xié)調(diào)，進(jìn)給太快或太慢

• 機(jī)床攻螺紋

– 非同步攻螺紋循環(huán)編程不當(dāng)

• 絲杠機(jī)床

– 絲杠磨損或絲杠調(diào)整螺母松動(dòng)產(chǎn)生背隙

• 凸輪進(jìn)給機(jī)床

– 凸輪廓形不對(duì)或磨損

• 采用氣動(dòng)或液壓的機(jī)床

– 不可控，壓力太高或太低

• 齒輪進(jìn)給機(jī)床

– 齒輪調(diào)整不當(dāng)或磨損產(chǎn)生背隙②解決削頂問(wèn)題對(duì)于最精密的螺紋，進(jìn)給應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速同步。進(jìn)給量和主軸旋轉(zhuǎn)必須與螺紋螺距相匹配。（6）CNC機(jī)床同步攻螺紋的優(yōu)點(diǎn)

• 螺紋深度控制

• 孔到孔尺寸一致

• 消除削頂

• 必要時(shí)可以復(fù)攻

（7）刀柄的選擇

• 用于非同步攻螺紋

– 具有固定攻螺紋循環(huán)的采用鉆進(jìn)給的CNC機(jī)床– 凸輪，齒輪，氣動(dòng)，或液壓進(jìn)給機(jī)構(gòu)

• 用于同步攻螺紋

– 遇到尺寸過(guò)大/尺寸過(guò)小螺紋時(shí)

（8）刀柄維護(hù)

適當(dāng)?shù)牡侗S護(hù)可以確保加工高質(zhì)量螺紋，和絲錐的使用壽命。

• 內(nèi)部機(jī)構(gòu)不應(yīng)該有切屑和碎片

• 經(jīng)常潤(rùn)滑確保部件靈活移動(dòng)，防止生銹

• 經(jīng)常測(cè)試刀柄，尤其是使用水溶性冷卻液時(shí)

故障排除

（1）螺紋過(guò)大

攻螺紋數(shù)控設(shè)置

在無(wú)剛性攻螺紋循環(huán)的數(shù)控機(jī)床攻螺紋時(shí)：

• 編程進(jìn)給量至絲錐倒程的95%~98%

• 使用僅有伸長(zhǎng)的刀柄或帶壓縮鎖定的伸縮刀柄

在具有剛性攻螺紋循環(huán)的CNC機(jī)床上攻螺紋時(shí)：

• 絲錐導(dǎo)程編程為進(jìn)給量 100%

• 使用整體刀柄或同步刀柄

如果削頂使螺紋量規(guī)的止端通過(guò) :

• 重新編程 ，遵照“非剛性”程序

• 考慮使用快速更換接頭?？梢杂凶钚　案?dòng)”

（2）切屑纏繞

• 更改絲錐形式

 →直槽  →較小的螺旋角

• 縮短切削錐

• 更改前角形狀

• 增加槽數(shù)

• 改變速度

• 鉤形較小的

• 如是剛性攻螺紋，增加啄鉆循環(huán)

• 考慮擠壓絲錐

（3）潤(rùn)滑選擇

對(duì)于攻螺紋而言，潤(rùn)滑的目的是減少摩擦。因此，一般地，攻螺紋使用的是潤(rùn)滑劑，而非冷卻液；如果是冷卻液，則要增加 EP  (超高壓) 或HP  (高壓) 添加劑。

絲錐有固定的大量進(jìn)給量，由絲錐齒距控制，鉆進(jìn)給量可以調(diào)至控制荷載。

（4）冷卻液應(yīng)用

絲錐選擇基礎(chǔ)

在選擇絲錐之前，我們需要了解：

• 孔的類型，通孔，盲孔還是深孔

• 最小鉆孔深度

• 要求的最短螺紋深度

• 是否考慮采用擠壓絲錐

• 攻螺紋的工件材料