浅谈螺纹及底孔的加工

李忠明王德永孙宣章

李忠明王德永孙宣章（黑龙江牡丹江157000）

摘要：传统的螺纹及底孔加工方法主要为采用螺纹车刀车削螺纹或采用丝锥、板牙手工攻丝及套扣。本文对现行的数控加工工艺进行了阐述。

关键词：螺纹；底孔；加工

前言

随着数控加工技术的发展，尤其是三轴联动数控加工系统的出现，使更先进的螺纹加工方式--螺纹的数控铣削得以实现。螺纹铣削加工与传统螺纹加工方式相比，在加工精度、加工效率方面具有极大优势，且加工时不受螺纹结构和螺纹旋向的限制，如一把螺纹铣刀可加工多种不同旋向的内、外螺纹。对于不允许有过渡扣或退刀槽结构的螺纹，采用传统的车削方法或丝锥、板牙很难加工，但采用数控铣削却十分容易实现。螺纹铣刀的耐用度是丝锥的十多倍甚至数十倍，而且在数控铣削螺纹过程中，对螺纹直径尺寸的调整极为方便，这是采用丝锥、板牙难以做到的。由于螺纹铣削加工的诸多优势，目前发达国家的大批量螺纹生产已较广泛地采用了铣削工艺。

1普通螺纹的尺寸分析

1.1螺纹加工前工件直径。考虑螺纹加工牙型的膨胀量，螺纹加工前工件直径D/D－0.1P，即螺纹大径减0.1螺距，一般根据材料变形能力小取比螺纹大径小0.1到0.5。

1.2螺纹加工进刀量。螺纹加进刀量可以参考螺纹底径，即螺纹刀最终进刀位置。

2普通螺纹刀具的装刀与对刀

车刀安装得过高或过低过高，则吃刀到一定深度时，车刀的后刀面顶住工件，增大摩擦力，甚至把工件顶弯，造成啃刀现象；过低，则切屑不易排出，车刀径向力的方向是工件中心，加上横进丝杠与螺母间隙过大，致使吃刀深度不断自动趋向加深，从而把工件抬起，出现啃刀。此时，应及时调整车刀高度，使其刀尖与工件的轴线等高（可利用尾座顶尖对刀）。在粗车和半精车时，刀尖位置比工件的出中心高1％D左右（D表示被加工工件直径）。工件装夹不牢工件本身的刚性不能承受车削时的切削力，因而产生过大的挠度，改变了车刀与工件的中心高度（工件被抬高了），形成切削深度突增，出现啃刀，此时应把工件装夹牢固，可使用尾座顶尖等，以增加工件刚性。普通螺纹的对刀方法有试切法对刀和对刀仪自动对刀，可以直接用刀具试切对刀，也可以用G50设置工件零点，用工件移设置工件零点进行对刀。螺纹加工对刀要求不是很高，特别是Z向对刀没有严格的限制，可以根据编程加工要求而定。

3普通螺纹的加工

在目前的数控车床中，螺纹切削一般有三种加工方法，即G32直进式切削方法、G92直进式切削方法和G76斜进式切削方法，由于切削方法的不同，编程方法不同，造成加工误差也不同。我们在操作使用上要仔细分析，争取加工出精度高的零件。

3.1G32直进式切削方法，由于两侧刃同时工作，切削力较大，而且排削困难，因此在切削时，两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差；但是其加工的牙形精度较高，因此一般多用于小螺距螺纹加工。由于其刀具移动切削均靠编程来完成，所以加工程序较长；由于刀刃容易磨损，因此加工中要做到勤测量。

3.2G76斜进式切削方法，由于为单侧刃加工，加工刀刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。但由于其为单侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易，并且切削深度为递减式。因此，此加工方法一般适用于大螺距螺纹加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工况较好，在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为方便。在加工较高精度螺纹时，可采用两刀加工完成，既先用G76加工方法进行粗车，然后用G32加工方法精车。但要注意刀具起始点要准确，不然容易乱扣，造成零件报废。

3.3螺纹加工完成后可以通过观察螺纹牙型判断螺纹质量及时采取措施，当螺纹牙顶未尖时，增加刀的切入量反而会使螺纹大径增大，增大量视材料塑性而定，当牙顶已被削尖时增加刀的切入量则大径成比例减小，根据这一特点要正确对待螺纹的切入量，防止报废。

4普通螺纹的检测

对于一般标准螺纹，都采用螺纹环规或塞规来测量。在测量外螺纹时，如果螺纹“过端”环规正好旋进，而“止端”环旋不进，则说明所加工的螺纹符合要求，反之就不合格。测量内螺纹时，采用螺纹塞规，以相同的方法进行测量。除螺纹环规或塞规测量外还可以利用其它量具进行测量，用螺纹千分尺测量测量螺纹中径，用齿厚游标卡尺测量梯形螺纹中径牙厚和蜗杆节径齿厚，采用量针根据三针测量法测量螺纹中径。

5螺纹底孔加工中应注意的问题

5.1钻头的切削刃要锋利，刃带要光滑，不得有毛刺和磨损等，避免底孔刮伤或产生锥度等缺陷。

5.2钻孔时要选择适当的转速和进刀量，根据材料不同，选择合理的冷却润滑液，以防止产生过高的切削热能，而加厚冷硬层，给以后攻丝造成困难。

5.3底径大于10mm时，最好先钻孔再扩孔，使底径达到所要的直径和粗糙度，底孔粗糙度应不小于3.2√。可以避免造成弯曲和倾斜，而致使螺纹牙型不完整和歪斜。

6螺纹攻丝实例

6.1对小直径螺纹进行攻丝，一般都在排钻上加工，用一般的弹性夹头夹持住机用丝攻，在排床下面装置脚踏开关，攻削时手扶工件，钻床转速一般采用480~860转/分，适当地加些菜油。在攻丝过程中，钻床主轴保持不动，丝攻进刀和退刀完全靠手控制，靠手感感觉，如果丝攻负荷增加，可立即踏下反转开关，就可以方便而迅速。

6.2将丝攻退出。这样就避免丝攻折断，如此往返加工，提高工作效能，适用于批量生产。

6.3对不锈钢材料的加工。就要将丝攻进行修磨，使切削锥度延长，一般为4°，使校准部分留4t，这样可以减小切削厚度和切削变形；同时，切切屑也容易卷曲和排除。加大前角和后角，使γ=15°，α=25°，以提高切削能力，减少摩擦。这样，虽然刀齿的强度有所降低，但因切削锥角较小，切削部分加长了，使每个刀齿的切削负荷减轻了，所以对刀齿的强度影响不大。用这种头锥攻完后，再用二锥和末锥加工，可以提高螺纹的质量和粗糙度。

7丝攻的修磨

丝攻发生磨损和崩刃以后，可以通过修磨恢复它的锋利性，一般情况下，主要是修磨刀齿前后角。

7.1切削刃前面的修磨。当丝攻的切削刃经钝化或粘屑，因而降低其锋利性时，可以用柱形油石研磨切削刃的前面。研磨时，在油石上涂一些机油，油石掌握平稳，注意不要将刀齿的小园角。研磨后将丝锥清洗干净。当丝攻的刀齿磨损到极限成崩刀齿时，可在刀磨上用片状砂轮修磨刀齿的前面。修磨好后，用柱形油石进行研磨，提高刀齿前面和容屑槽的粗糙度。

7.2切削刃的后角的修磨。当丝攻的切削刃损坏时，可在一般砂轮上修切削刃后角。修磨时要注意切削锥的一致性。转动丝攻时，下一条刃齿的刃尖不要接触砂轮，以免将刀齿的刃尖磨掉。

8丝锥本身的质量状况对加工的螺纹孔有着直接的影响

8.1丝攻的螺纹表面和容屑槽要光滑。丝锥的牙形和切削部分的刀齿要锋利，不得有崩刃、毛刺、碳伤等，否则在攻削时，就会粘屑和破坏螺孔表面粗糙度。

8.2机用丝攻的装夹部分要光整，对磨损严重的要进行修磨；手用丝攻的方头棱角磨损后，应修磨小一号，防止攻丝时夹持不牢，产生打滑。

8.3要达到工件螺纹孔的精度，要选用相应精度的丝攻进行加工。

结语

螺纹及底孔的加工应严格遵守质量和工艺标准，确保加工质量。