絲錐攻螺紋工藝，原來有這么多學問！
絲錐攻螺紋工藝，原來有這么多學問！
管理思維變革 昨天
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，也可以在機床上工作，在生產中應用得非常廣泛。攻螺紋的相關知識有哪些呢？本文總結很全面。
一、什么是攻螺紋
攻螺紋是用絲錐在工件的孔內部切削出內螺紋。
（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應兩點間的軸向距離。
（3）導程：同一螺旋線上相鄰兩牙對應點的軸向距離。用代號S表示。
（4）螺紋的公稱直徑：除管螺紋以通管的內徑（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，因為它控制所有螺紋組裝的配合與強度。中徑在節線上，這一位置的齒寬與相鄰齒槽寬度一致。
二、螺紋的命名
英制螺紋：英制螺紋是螺紋尺寸用英制標注，是美國、英國與加拿大根據統一的體系開發的。
公制螺紋 ：根據ISO（國際標準化組織）系統開發的，是全球公制螺紋的標準。
三、設計高性能攻螺紋加工
（1）完美應用
攻螺紋過程需要考慮的因素有：工件設計、絲錐設計、應用。其目標是降低切削力，同時絲錐強度達到最大。
（）平衡各種選項： 必須兼顧應用的方方面面
（3）絲錐設計要點
1）對于形成長屑的較軟的粘性材料
絲錐結構簡單
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）對于硬性材料
絲錐具有重載結構
前角和鉤形角度小
鏟背和后角小
切削壓力較高
刃口設計粗壯，減少崩刃
橫截面大
容屑空間有限
（4）絲錐設計需考慮的因素：絲錐槽型、刀具材料、表面強化處理。這些設計特點必須保持平衡，才能提供適當的切削，切屑控制，潤滑和扭轉強度。必須在切削中途停止并反轉出孔，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計帶來一個最大的挑戰。
四、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向鉤形角絲錐
（2）絲錐切削錐
每增加一個切削錐齒，絲錐使用壽命都會按指數延長。測試表明每加半個切削齒螺紋， 刀具使用壽命就會加倍。與其他刀具不同， 絲錐切屑荷載只能隨著排屑槽數量和切削錐長度改變而改變。
（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
螺紋鏟背的優點有：
切削輕快，熱量積聚少
絲錐上纏繞，粘結的材料少（粘屑，積屑瘤少）
可采用較高的攻螺紋速度
補償工件材料的塑性變形
螺紋鏟背的缺點有：
切削刃變脆，易于崩刃
主軸和裝夾（包括浮動刀柄）剛性不足是會使螺紋變差
在反轉時非常細小的切屑可能會嵌入使切削刃崩刃
（5）絲錐公差
每個絲錐都有專用的中徑尺寸。
標有 H 或 D 公差的絲錐 ( 主要是美國的絲錐 )
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 )。
實際絲錐尺寸數字與基本中徑有關，如：H2，D3，L1，或 DU2每個絲錐都有專用的中徑尺寸。
絲錐往往標有螺紋等級
通用 HP 絲錐系列。
標明絲錐是符合部件配合等級的正確尺寸。
3B級絲錐適用于 2B 級部件。
標有 “ X” 的絲錐等級表明其公差較大，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
對于內螺紋，您必須選擇較大公差等級的絲錐。
較大的中徑會使螺紋尺寸稍微大一些。
電鍍以后的增大量又會使螺紋尺寸回到規定值。
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。
推薦用于產生粘連切屑的材料。
非常適合用于斷續切削。
螺旋排屑槽絲錐的錐芯很薄，是絲錐設計中最脆弱的部分。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
其加工特點是無論在通孔還是盲孔中都不產生切屑。
（6）切削絲錐與擠壓絲錐對比
（7）底孔尺寸對擠壓螺紋的影響
絲錐的涂層
（1）涂層的優點
①表面處理
改進HSS絲錐的外觀
不會改變絲錐的尺寸
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提高螺孔的表面質量和尺寸精度
切削刃保持鋒利
具有潤滑作用
降低負荷和擦傷
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%高度的螺紋強度大2%，但是攻螺紋扭矩超過其兩倍。
（3）常見問題
①產生削頂的原因
手動攻螺紋
– 手動進給不協調，進給太快或太慢
機床攻螺紋
– 非同步攻螺紋循環編程不當
絲杠機床
– 絲杠磨損或絲杠調整螺母松動產生背隙
凸輪進給機床
– 凸輪廓形不對或磨損
采用氣動或液壓的機床
– 不可控，壓力太高或太低
齒輪進給機床
– 齒輪調整不當或磨損產生背隙②解決削頂問題對于最精密的螺紋，進給應與主軸轉速同步。進給量和主軸旋轉必須與螺紋螺距相匹配。（6）CNC機床同步攻螺紋的優點
螺紋深度控制
孔到孔尺寸一致
消除削頂
必要時可以復攻
（7）刀柄的選擇
用于非同步攻螺紋
– 具有固定攻螺紋循環的采用鉆進給的CNC機床– 凸輪，齒輪，氣動，或液壓進給機構
用于同步攻螺紋
– 遇到尺寸過大/尺寸過小螺紋時
（8）刀柄維護
適當的刀柄維護可以確保加工高質量螺紋，和絲錐的使用壽命。
內部機構不應該有切屑和碎片
經常潤滑確保部件靈活移動，防止生銹
經常測試刀柄，尤其是使用水溶性冷卻液時
故障排出
（1）螺紋過大
攻螺紋數控設置
在無剛性攻螺紋循環的數控機床攻螺紋時：
編程進給量至絲錐倒程的95%~98%
使用僅有伸長的刀柄或帶壓縮鎖定的伸縮刀柄
在具有剛性攻螺紋循環的CNC機床上攻螺紋時：
絲錐導程編程為進給量 100%
使用整體刀柄或同步刀柄
如果削頂使螺紋量規的止端通過 :
重新編程 ，遵照“非剛性”程序
考慮使用快速更換接頭。可以有最小“浮動”
（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
改變速度
鉤形較小的
如是剛性攻螺紋，增加啄鉆循環
考慮擠壓絲錐
（3）潤滑選擇
對于攻螺紋而言，潤滑的目的是減少摩擦。因此，一般地，攻螺紋使用的是潤滑劑，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給量，由絲錐齒距控制，鉆進給量可以調至控制荷載。
（4）冷卻液應用
絲錐選擇基礎
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