絲錐(絲攻)

絲錐

絲攻一般指本詞條

絲錐為一種加工內螺紋的刀具,按照形狀可以分為螺旋絲錐和直刃絲錐,按照使用環境可以分為手用絲錐和機用絲錐,按照規格可以分為公制,美制,和英制絲錐,按照產地可以分為進口絲錐和國產絲錐。絲錐是製造業操作者加工內螺紋的最主要工具。

基本介紹

  • 中文名:絲錐
  • 定義:一種加工內螺紋的刀具
  • 分類:螺旋絲錐和直刃絲錐
  • 套用:製造業操作者加工螺紋
簡介,組成部分,用途,特點,分類,直槽絲錐,螺旋槽絲錐,內容屑絲錐,螺尖絲錐,擠壓絲錐,機用和手用絲錐,先端絲錐,使用方法,挑選方法,選擇絲錐公差帶,選擇螺紋的制式,選擇絲錐的種類,日常維護,新型結構,情況處理,絲錐折斷,絲錐崩齒,絲錐磨損過快,攻絲事項,氧化處理,

簡介

一種加工內螺紋刀具,沿軸向開有溝槽。也叫螺絲攻。絲錐根據其形狀分為直槽絲錐,螺旋槽絲錐螺尖絲錐(先端絲錐)。直槽絲錐加工容易,精度略低,產量較大。一般用於普通車床鑽床攻絲機的螺紋加工用,切削速度較慢。螺旋槽絲錐多用於數控加工中心鑽盲孔用,加工速度較快,精度高,排屑較好、對中性好。螺尖絲錐前部有容屑槽,用於通孔的加工。工具廠提供的絲錐大都是塗層絲錐,較未塗層絲錐的使用壽命和切削性能都有很大的提高。不等徑設計的絲錐切削負荷分配合理,加工質量高,但製造成本也高。梯形螺紋絲錐常採用不等徑設計。
絲錐絲錐

組成部分

機用和手用絲錐是切制普通螺紋的標準絲錐。中國習慣上把製造精度較高的高速鋼磨牙絲錐稱為機用絲錐,把碳素工具鋼或合金工具鋼的滾牙(或切牙)絲錐稱為手用絲錐,實際上兩者的結構和工作原理基本相同。通常,絲錐由工作部分和柄部構成。工作部分又分切削部分和校準部分,前者磨有切削錐,擔負切削工作,後者用以校準螺紋的尺寸和形狀。
螺母絲錐螺母絲錐

用途

供加工螺母或其他機件上的普通內螺紋用(即攻絲).機用絲錐通常是指高速鋼磨牙絲錐,適用於在工具機上攻絲;手用絲錐是指碳素工具鋼或合金工具鋼滾牙(或切牙)絲錐,適用於手工攻絲。
絲錐是加工各種中、小尺寸內螺紋的刀具,它結構簡單,使用方便,既可手工操作,也可以在工具機上工作,在生產中套用得非常廣泛。
對於小尺寸的內螺紋來說,絲錐幾乎是唯一的加工刀具。絲錐的種類有:手用絲錐、機用絲錐、螺母絲錐、擠壓絲錐等。
攻絲是屬於比較困難的加工工序,因為絲錐幾乎是被埋在工件中進行切削,其每齒的加工負荷比其它刀具都要大,並且絲錐沿著螺紋與工件接觸面非常大,切削螺紋時它必須容納並排除切屑,因此,可以說絲錐是在很惡劣的條件下工作的。為了使攻絲順利進行,應事先考慮可能出現的各種問題。如工件材料的性能、選擇什麼的刀具及工具機、選用多高的切削速度進給量等。
在特殊工件材料上攻絲
工件材料的可加工性是攻絲難易的關鍵。現絲錐生產廠家主要關注的是,發展針對特殊材料加工的絲錐。針對這些材料的性能,改變絲錐切削部分的幾何形狀,特別是它的前角和下凹量(HOOK)─前面的下凹程度。最高加工速度有時受到工具機性能限制。對於較小的絲錐,主軸速度要想達到理想速度[ rpm= (sfm x 3.8)/絲錐直徑] ,可能已經超過了主軸最高轉速。另一方面,用較大的絲錐高速切削,會產生較大的扭矩,可能比工具機提供的馬力還大。套用 700psi的內冷卻工具,切削速度有可能達到250sfm。而在沒有內冷卻設施的工具機上,切削速度只能達150sfm。絲錐不同於大多數金屬切削工具,因為它與工件孔壁接觸面積非常大,所以冷卻至關重要。如果高速鋼絲錐過熱,則絲錐會折斷、燒損,NORIS公司高性能絲錐的幾何形狀特點,就是有較大的后角和倒錐。”
絲錐絲錐
上述絲錐的幾何形狀,再配以特殊的塗層表面(象TiN、TiCN、CrN或TiAlN),可大大提高絲錐的壽命。這些耐熱的、光滑的塗層,減小了切削力並允許在更高的切削速度下攻絲。實際上,較新的高性能絲錐的開發,極大地促進了工具機主軸速度和功率的提高。
硬質合金絲錐增多
像車削中硬質合金刀具逐漸替代高速鋼刀具一樣,硬質合金絲錐也開始更多地用於螺紋孔加工,與高速鋼相比,硬質合金硬度高、脆性大,用硬質合金絲錐攻絲,存在切屑處理的問題。雖然如此,硬質合金絲錐對於加工鑄鐵和鋁合金材料,其使用效果很好,絲錐的破損形式主要是機械磨損。
絲錐絲錐
由於汽車工業加工大量的鑄鐵與鋁合金零件,因此使用硬質合金絲錐以獲得刀具的長壽命。在加工這些材料的工件時,硬質合金絲錐比高速鋼絲錐壽命更長。在汽車工業中,絲推換刀時間的減少明顯是個重要因素,而硬質合金絲推的長壽命將使換刀時間最小化。用表面塗層的小螺旋角硬質合金絲錐在矽含量為8%-12%的鋁合金工件上攻絲,其效果很好。用亞微細顆粒(Submicron-grain)硬質合金製作的絲錐,可增加刀具韌性而不降低其硬度,在切削淬硬鋼、塑膠和難加工鎳基合金時效果很好。NORIS公司生產的DL15 Ni系列鎳合金專用絲錐,在一定條件下,可在鎳鉻鐵合金 Inconel 718上連續攻絲200個螺孔以上,而以前必須重磨才能達到。

特點

絲錐通常分單支或成組的。中小規格的通孔螺紋可用單支絲錐一次攻成。當加工盲孔或大尺寸螺孔時常用成組絲錐,即用 2支以上的絲錐依次完成一個螺孔的加工。成組絲錐有等徑和不等徑兩種設計。等徑設計的絲錐,各支僅切削錐長度不同;不等徑設計的絲錐,各支螺紋尺寸均不相同,只有最後一支才具有完整的齒形。
絲錐絲錐

分類

絲錐分類
1.按驅動不同分:手用絲錐和機用絲錐
2. 按加工方式分:切削絲錐和擠壓絲錐
3. 按被加工螺紋分: 公制粗牙絲錐,公制細牙絲錐,管螺紋絲錐等
4.根據其形狀分為直槽絲錐,螺旋槽絲錐和螺尖絲錐。
5.按使用時絲錐攻絲方向又可分為順扣絲錐和倒扣絲錐。

直槽絲錐

它通用性最強,切削錐部分可以有2、4、6牙,短錐用於不通孔,長錐用於通孔。只要底孔足夠深,就應儘量選用切削錐長一些的,這樣分擔切削負荷的齒多一些,使用壽命也長一些。
直槽絲錐直槽絲錐

螺旋槽絲錐

螺旋槽絲錐比較適合加工不通孔螺紋(也叫盲孔),加工時切屑向上排出。由於螺旋角的緣故,絲錐實際切削前角會隨螺旋角增大而加大。經驗告訴我們:加工黑色金屬的,螺旋角選的小一點,一般在30度左右,保證螺旋齒的強度,利於延長絲錐壽命。加工有色金屬比如銅鋁鎂鋅等螺旋角選的大一點,可在45度左右,切削鋒利一些,利於排屑。

內容屑絲錐

其顯著特點是在頭部開一個足夠大的容屑槽,採用特殊的設計以達到較高的加工質量。尤其在大螺紋加工方面優勢顯著。廣泛套用在風力發電、汽輪機、造船、礦山石油等行業。
整體內容屑絲錐整體內容屑絲錐

螺尖絲錐

加工螺紋時切屑向前排出,通孔螺紋應優先採用螺尖絲錐。

擠壓絲錐

根據使用方法,常分為手用絲錐、機用絲錐、螺母絲錐(用於在螺母加工工具機上切制螺紋)、板牙絲錐(用於切制和校正板牙螺紋)、管螺紋絲錐和錐形螺紋絲錐。

機用和手用絲錐

是切制普通螺紋的標準絲錐。實際上兩者的結構和工作原理基本相同。

先端絲錐

先端絲錐加工螺紋時切屑向下直接排出,它的芯部尺寸設計比較大,強度較好,可承受較大的切削力。加工有色金屬、不鏽鋼、黑色金屬效果都很好,通孔螺紋應優先採用先端絲錐。

使用方法

(1)攻絲時,先插入頭錐使絲錐中心線與鑽孔中心線一致。
(2)兩手均勻的旋轉並略加壓力使絲錐進刀,進刀後不必再加壓力。 (3)每轉動絲錐一次反轉約45°以割斷切屑,以免阻塞。
(4)如果絲錐旋轉困難時不可增加旋轉力,否則絲錐會折斷。

挑選方法

螺紋是機械零件連線最常見的方法,而絲錐又是加工內螺紋最常用的工具。正確地選用絲錐加工內螺紋,可以保證螺紋連線的質量,提高絲錐的使用壽命。

選擇絲錐公差帶

國產機用絲錐都標誌中徑公差帶代號:H1、H2、H3分別表示公差帶相同的位置,但公差值是不同的。手用絲錐的公差帶代號為H4,公差值、螺距及角度誤差比機用絲錐大,材質、熱處理、生產工藝也不如機用絲錐。H4按規定可以不標誌。絲錐中徑公差帶所能加工的內螺紋公差帶等級如下:絲錐公差帶代號 適用內螺紋公差帶等級
絲錐絲錐
H1 4H、5H
H2 5G、6H
H3 6G、7H、7G
H4 6H、7H
有些企業使用進口絲錐,德國製造商常標誌為ISO1 4H、ISO2 6H、ISO3 6G(國際標準ISO1-3與國家標準H1-3是等同的),這樣就把絲錐公差帶代號及可加工的內螺紋公差帶都標上了。

選擇螺紋的制式

常見的普通螺紋有三種制式:公制英制,統一制(也稱美制)。公制是以毫米為單位,齒形角60度的螺紋。例如:M8X1-6H表示直徑8毫米的公制細牙螺紋,螺距1毫米,6H的內螺紋公差帶。
英制是以英寸為單位,齒形角55度的螺紋。例如:BSW 1/4-20表示直徑1/4英寸,粗牙螺距每英寸20牙,這種螺紋已很少使用。另統一制是以英寸為單位,齒形角60度的螺紋。
直徑小於1/4英寸,常用編號表示,由0號至12號分別表示0.06英寸至1/4英寸的直徑規格。美國主要使用的仍是統一制螺紋。

選擇絲錐的種類

我們經常使用的是:直槽絲錐、螺旋槽絲錐、螺尖絲錐、擠壓絲錐,其性能各有所長。
直槽絲錐通用性最強,通孔或不通孔、有色金屬或黑色金屬均可加工,價格也最便宜。但是針對性也較差,什麼都可做,什麼都不是做得最好。螺旋槽絲錐比較適合加工不通孔螺紋,加工時切屑向後排出。由於螺旋角的緣故,絲錐實際切削前角會隨螺旋角增大而加大。
經驗告訴我們:加工黑色金屬的,螺旋角選的小一點,一般在30度左右,保證螺旋齒的強度。加工有色金屬的,螺旋角選的大一點,可在45度左右,切削鋒利一些。 螺尖絲錐加工螺紋時切屑向前排出。擠壓絲錐比較適合加工有色金屬。

日常維護

1、攻絲時端面孔口要倒角;絲錐要與工件的孔同軸;攻絲開始時應施加軸向壓力,使絲錐切入,切入幾圈之後就不再需要施加軸向力。
2、當絲錐校準部分進人螺孔後,每正轉半圈到一圈就要退回1/4,1/2圈,使切屑碎斷後再往下攻;攻下通孔時,要經常退出絲錐進行排屑。
3、在鋼類工件上攻絲時要加切削液鑄鐵工件上攻絲時,可加少許煤油;用了頭攻後,再用二攻、三攻時,必須將絲錐旋入螺孔。
4、套絲時工件端部要倒角,扳牙端面應與工件軸線垂直;套絲開始時要施加軸向壓力,轉動壓力相應的要大一些;當扳牙在工件上切出螺紋時,就不要再加壓力。
5、套絲時為使切屑碎斷,排出及時,應經常的反轉扳牙。
6、工件應牢固地固定在夾、卡具上;當絲錐折斷時,不要用手去觸摸折掉處,用夾鏨或樣沖剔出,斷絲時必須要戴好防護鏡。

新型結構

為了提高絲錐的切削效率、改善容屑和排屑狀況,減少崩齒和折斷,現代絲錐有多種新型結構。
①螺尖絲錐:切削部分磨有斜槽,形成負的刃傾角(見刀具),切削時切屑向前排出,適於加工通孔。
絲錐絲錐
②螺旋槽絲錐:容屑槽為螺旋形,在加工盲孔右旋螺紋時,絲錐要制出右螺旋容屑槽,使切屑向前排出,不刮傷螺紋。
無槽擠壓絲錐:靠擠壓孔壁時金屬的塑性變形形成螺紋,主要用於加工鋁合金、銅等塑性材料,也可加工低碳鋼和不鏽鋼。絲錐前端的擠壓錐部是錐形螺紋。為了減少摩擦、降低擠壓力,絲錐斷面做成多邊形。擠壓絲錐強度高,特別適於加工直徑在6毫米以下的小規格螺孔。
④跳牙絲錐:沿刀齒螺旋線方向相間磨去一齒,因而增大了切屑厚度,有利於斷屑和排屑,用於加工不鏽鋼等工件。
內容屑絲錐:切屑從絲錐的內孔中排出,用於加工大規格螺孔。
⑥自動收縮絲錐:攻絲完畢後絲錐刀齒能自動向內收縮,以便快速退出。
⑦拉削絲錐:是一把刀齒分布在螺旋線上的拉刀,常用於加工梯形和方牙螺紋。
硬質合金絲錐:主要用於加工鑄鐵和有色金屬,切削效率和刀具壽命較高。

情況處理

絲錐折斷

絲錐螺紋底孔加工時,底孔直徑偏小,排屑不好造成切屑堵塞;攻盲孔絲錐螺紋時,鑽孔的深度不夠;攻絲錐螺紋的速度太高過快;攻絲錐螺紋用的絲錐與絲錐螺紋底孔直徑不同軸;絲錐刃磨參數的選擇不合適;被加工件硬度不穩定;絲錐使用時間過長,過度磨損。
正確地選擇絲錐螺紋底孔的直徑;刃磨刃傾角或選用螺旋槽絲錐;鑽底孔的深度要達到規定的標準;適當降低切削速度,按標準選取;攻絲錐螺紋時校正絲錐與底孔,保證其同軸度符合要求,並且選用浮動攻絲錐螺紋夾頭;增大絲錐前角,縮短切削錐長度;保證工件硬度符合要求,選用保險夾頭;發現絲錐磨損應及時更換。

絲錐崩齒

絲錐前角選擇過大;絲錐每齒切削厚度太大;絲錐的淬火硬度過高;絲錐磨損嚴重。
適當減小絲錐前角;適當增加切削錐的長度;降低硬度並及時更換絲錐。

絲錐磨損過快

攻絲錐螺紋時速度過高;絲錐刃磨參數選擇不合適;切削液選擇不當,使用不充分;工件的材料硬度過高;絲錐刃磨時,產生燒傷現象。
適當降低切削速度;減小絲錐前角,加長切削錐的長度;選用潤滑性好的切削液;對被加工工件進行適當的熱處理;正確的刃磨絲錐。
絲錐螺紋中徑過大
絲錐的中徑精度等級選擇不當;切削液選擇不合理;攻絲錐螺紋的速度過高;絲錐與工件絲錐螺紋底孔同軸度差;絲錐刃磨參數選擇不合適;刃磨絲錐產生毛刺;絲錐切削錐長度過短。
選擇合適精度等級的絲錐中徑;選擇適宜的切削液並適當降低切削速度;攻絲錐螺紋時校正絲錐和絲錐螺紋底孔同軸度;採用浮動夾頭;適當減小前角與切削錐后角;消除刃磨絲錐產生的毛刺,並適當增加切削錐長度。
絲錐螺紋中徑過小
絲錐的中徑精度等級選擇不當;絲錐刃磨參數不合適;絲錐磨損;切削液選擇不合適。選擇適宜精度等級的絲錐中徑;適當加大絲錐前角和切削錐度;更換磨損過大的絲錐;選用潤滑性好的切削液。
圓柱管螺紋絲錐圓柱管螺紋絲錐
絲錐螺紋表面粗糙度大
絲錐刃磨參數不合適;工件的材料硬度過低;絲錐刃磨質量差、切削液選擇不當;攻絲錐螺紋的削速度太高;絲錐磨損大。
適當加大絲錐前角,減小切削錐度;進行熱處理,適當提高工件硬度;保證絲錐前刀面有較低的表面粗糙度值;選擇潤滑性好的切削液;適當降低切削速度;更換已磨損的絲錐。

攻絲事項

(1)工件上螺紋底孔的孔口要倒角,通孔螺紋兩端都倒角。
(2)工件夾位置要正確,儘量使螺紋孔中心線置於水平或豎直位置,使攻絲容易判斷絲錐軸線是否垂直於工件的平面。
(3)在攻絲開始時,要儘量把絲錐放正,然後對絲錐加壓力並轉動絞手,當切入1-2圈時,仔細檢查和校正絲錐的位置。一般切入3-4圈螺紋時,絲錐位置應正確無誤。以後,只須轉動絞手,而不應再對絲錐加壓力,否則螺紋牙形將被損壞。
(4)攻絲時,每扳轉絞手1/2-1圈,就應倒轉約1/2圈,使切屑碎斷後容易排出,並可減少切削刃因粘屑而使絲錐軋住現象。
(5)攻不通的螺孔時,要經常退出絲錐,排除孔中的切屑。
(6)攻塑性材料的螺孔時,要加潤滑冷卻液。對於鋼料,一般用機油或濃度較大的乳化液要求較高的可用菜油或二硫化鉬等。對於不鏽鋼,可用30號機油或硫化油。
(7)攻絲過程中換用後一支絲錐時,要用手先旋入已攻出的螺紋中,至不能再旋進時,然後用絞手扳轉。在末錐攻完退出時,也要避免快速轉動絞手,最好用手旋出,以保證已攻好的螺紋質量不受影響。
(8)機攻時,絲錐與螺孔要保持同軸性。
(9)機攻時,絲錐的校準部分不能全部出頭,否則在反車退出絲錐時會產生亂牙。

氧化處理

氧化處理就是把高速鋼絲維放入500-550℃的水蒸氣中,使其表面形成Fe3O4被膜的一種表面處理方法。氧化處理法也叫高壓蒸氣處理法。
鐵的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4三種,其中FeO只能在570℃以上才能生成,所以它在高速鋼絲錐的表面處理層中不存在,絲錐表層中有Fe3O4(黑鐵)和Fe2O3(紅鐵)兩種,而後者對絲錐的切削性沒有益處,經過高質量地表面處理後,絲錐的處理層為Fe3O4被膜,裝面美觀,呈藍黑色,表層厚度為1-3um。
1.氧化特點
氧化處理之所以能提高絲錐的性能是因為表面層為多孔質,對冷卻液吸附性好,能起到減小磨擦的作用。同時,能防止絲錐與被切削材料間的粘結。此外還除去了製作絲錐時殘留在其表面的磨削應力。
但需注意的是,氧化處理所生成的被膜並不能提高絲錐表面層的硬度,即,被膜本身並沒有耐磨性。
2.適用範圍
經氧化處理的絲錐對不鏽鋼、鑄鋼、碳素鋼、鎳鋼、鉻鋼等易產生粘結的被切削材料效果很好,幾乎可適用於所有鋼件的加工。
但應注意的是氧化處理對鋁合金,壓鑄鋁合金,黃銅等非金屬類材料並沒有特別好的效果,甚至有可能降低絲錐的切削性能。
氧化處理廣泛用於各種類型的絲錐(請參看NORIS絲錐介紹)。
3.切削性能
當用刃傾角絲錐加工易產生粘結的不鏽鋼(奧氏體系)工件時,氧化處理能提高的絲錐壽命10倍以上。這點從NORIS通用絲錐加工碳素鋼的實驗例中也可看出,氧化處理顯著地提高了絲錐壽命。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們