每副模具都有大量的螺纹孔,大部分的螺纹孔是连接用的,一般都采用攻螺纹方法加工。加工螺纹的工具,主要有丝锥、板牙。
1.攻螺纹的工具
1)丝锥
丝锥是加工内螺纹的工具,分手用丝锥和机用丝锥两种,有粗牙和细牙之分。手用丝锥的材料一般用合金工具钢或轴承钢制造,机用丝锥都用高速钢制造。
①丝锥的构造。丝锥由工作部分和柄部两部分组成,如图8-6所示。柄部有方榫,用来传递转矩,工作部分包括切削部分和校准部分。
图8-6 丝锥的构造
JB/T 8824.1—1998统一螺纹丝锥
JB/T 8824.2—1998统一螺纹丝锥 螺纹公差
JB/T 8824.3—1998统一螺纹丝锥 技术条件
GB/T 28256—2012梯形螺纹丝锥
JB/T 8825.1—1998惠氏螺纹丝锥
GB 1578—1979米制锥螺纹丝锥
GB/T 20333—2006圆柱和圆锥管螺纹丝锥的基本尺寸和标志
JB/T 8364.2—2010 60°圆锥管螺纹刀具第2部分:60°圆锥管螺纹丝锥
JB/T 8364.3—2010 60°圆锥管螺纹刀具 第3部分:60°圆锥管螺纹丝锥 技术条件
GB/T 28255—2012内容屑丝锥
GB/T 10878—2011气瓶锥螺纹丝锥
JB/T 8364.2—2010 60°圆锥管螺纹刀具第2部分:60°圆锥管螺纹丝锥
JB/T 8364.3—2010 60°圆锥管螺纹刀具 第3部分:60°圆锥管螺纹丝锥 技术条件
切削部分担负主要切削工作。切削部分沿轴向方向开有几条容屑槽,形成切削刃和前角,同时能容纳切屑。在切削部分前端磨出锥角,使切削负荷分布在几个刀齿上,从而使切削省力,刀齿受力均匀,不易崩刃或折断,丝锥也容易正确切入。
校准部分有完整的齿形,用来校准已切出的螺纹,并保证丝锥沿轴向运动。校准部分有0.05~0.12 mm/100 mm的倒锥,以减小与螺孔的摩擦。
②丝锥前角。校准丝锥的前角γ0=8°~10°,为了适应不同的工件材料,前角可在必要时作适当增减,如表8-1所示。切削部分的锥面上磨有后角,手用丝锥α0=6°~8°,机用丝锥α0=10°~12°,齿侧没有后角。手用丝锥的校准部分没有后角,对M12以上的机用丝锥铲磨出很小的后角。
表8-1 丝锥前角的选择
③成套丝锥。手用丝锥为了减少攻螺纹时的切削力和提高丝锥的使用寿命,将攻螺纹时的整个切削量分配给几支丝锥来担负,故M6~M24的丝锥一套有2支,M6以下及M24以上的丝锥一套有3支。因为丝锥越小越容易折断,所以备有3支;大的丝锥切削负荷很大,需分几次逐步切削,所以也备有3支一套。细牙丝锥不论大小均为2支一套。
在成套丝锥中,切削量的分配有两种形式,即锥形分配和柱形分配,如图8-7所示。
图8-7 丝锥切削量分配示意图
(a)锥形分配;(b)柱形分配
锥形分配如图8-7(a)所示,每套中丝锥的大径、中径、小径都相等,只是切削部分的长度及锥角不同。头锥的切削部分长度为5~7个螺距,二锥切削部分长度为2.5~4个螺距,三锥切削部分长度为1.5~2个螺距。
柱形分配如图8-7(b)所示,柱形分配其头锥、二锥的大径、中径、小径都比三锥头小。头锥、二锥的中径一样,大径不一样,头锥的大径小,二锥的大径大。柱形分配的丝锥,其切削量分配比较合理,使每支丝锥磨损均匀,使用寿命长,攻丝时较省力。同时因末锥的两侧刃也参加切割,所以螺纹表面粗糙度较小。但在攻丝时丝锥顺序不能搞错。
图8-8 绞杠
(a)固定绞杠;(b)活络绞杠;(c)活动丁字绞杠;(d)丁字绞杠
大于或等于M12的手用丝锥采用柱形分配,小于M12的手用丝锥采用锥形分配。所以,攻M12或M12以上的通孔螺纹时,最后一定要用未攻过的丝锥才能得到正确的螺纹直径。
2)绞杠
绞杠是用来夹持丝锥柄部方榫,带动丝锥旋转切削的工具。绞杠有普通绞杠和丁字绞杠两类,各类绞杠又分为固定式和活络式两种,如图8-8所示。
固定绞杠的方孔尺寸与导板的长度应符合一定的规格,使丝锥受力不致过大,以防折断。固定铰杠一般在攻M5以下螺纹时使用。
活络绞杠的方孔尺寸可以调节,故应用广泛。活络绞杠的规格以其长度表示,使用时根据丝锥尺寸一般按表8-2所列范围选用。
表8-2 活络绞杠适用范围(www.daowen.com)
丁字形绞杠则在攻工件台阶旁边或攻机体内部的螺孔时使用,丁字形可调节的绞杠是通过一个四爪的弹簧夹头来夹持不同尺寸的丝锥,一般用于M6以下的丝锥,大尺寸的丝锥一般用固定式绞杠,通常是按需要制成专用的。
长度应根据丝锥尺寸大小选择,以便控制一定的攻螺纹扭矩,可参照表8-3选用。
表8-3 攻丝的绞杠长度选择 (单位:mm)
3)保险夹头
为了提高攻螺纹的生产效率,减轻工人的劳动强度,当螺纹数量很多时,可以在钻床上攻螺纹。在钻床上攻螺纹时,要用保险夹头来夹持丝锥,避免丝锥负荷过大或攻不通孔到达孔底时造成丝锥折断或损坏工件等现象。
常用的保险夹头是锥体摩擦式保险夹头,如图8-9所示。保险夹头本体1的锥柄装在钻床主轴孔中,在本体1的孔中装有轴6,在本体的中段开有四条槽,嵌入四块L形锡锌铝青铜摩擦块3,其外径带有的小锥度与螺套2的内锥孔相配合。螺母4的轴向位置靠螺钉5来固定,拧紧螺套2时,通过锥面作用把摩擦块3压紧在轴6上,本体1的动力便传给轴6。轴6在本体1的孔外部分和7、8、9组成一套快换装置。各种不同规格的丝锥可预先装好在可换夹头9的方孔中(可换夹头的方孔可制成多种不同尺寸),并用支头螺钉压紧丝锥的方榫,操作滑环8就可在不停车时调换丝锥。
螺套与摩擦块之间依靠小锥度相贴合,所以可传递较大的转矩,攻制M12以上螺纹时也能适用。攻螺纹时根据不同螺纹直径调节螺套2,使其在超过一定的转矩时打滑,起到保险作用。
JB/T 9939.1—1999丝锥夹头 型式和参数
图8-9 保险夹头
1—本体;2—螺套;3—摩擦块;4一螺母;5—螺钉;6—轴;7—钢珠;8—滑环;9—可换夹头
JB/T 9939.2—1999丝锥夹头 技术条件
2.套螺纹的工具
用板牙在圆杆或管子上切削加工外螺纹的方法称为套螺纹(套丝)。
1)板牙
①圆板牙。圆板牙是加工外螺纹的工具,由切削部分、校准部分和排屑孔组成,其外形像一个圆螺母,在它上面钻有几个排屑孔(一般3~8个孔,螺纹直径大则孔多)形成刀刃,如图8-10所示。
图8-10 圆板牙
JB/T 10001—1999
六方板牙
JB/T 8824.5—1998统一螺纹圆板牙
JB/T 8825.5—1998惠氏螺纹圆板牙
JB/T 10231.8—2002刀具产品检验方法第8部分:板牙
GB/T 21020—2007金属切削刀具圆板牙术语
圆板牙两端的锥角部分是切削部分,切削部分不是圆锥面(圆锥面的刀齿后角α0=0°),而是经过铲磨而成的阿基米德旋面,形成后角α=7°~9°。
锥角的大小,一般是φ=20°~25°(2φ=20°~25°)。
圆板牙的前刀面就是圆孔的部分曲线,故前角数值沿着切削刃而变化,如图8-11所示。在小径处前角γd最大,大径处前角γd0最小,一般γd0=8°~12°,粗牙γd=30°~35°,细牙γd=25°~30°。
图8-11 圆板牙的前角
GB/T 970.1—2008圆板牙 第1部分:圆板牙和圆板牙架的型式和尺寸
GB/T 970.2—2008圆板牙第2部分:技术条件
板牙的中间一段是校准部分,也是套螺纹时的导向部分。
板牙的校准部分因磨损会使螺纹尺寸变大而超出公差范围。因此为延长板牙的使用寿命,M3.5以上的圆板牙,其外圆上面的V形槽,如图8-10所示,可用锯片砂轮切割出一条通槽,此时V形通槽称为调整槽。板牙上面有两个调整螺钉的偏心锥坑,使用时可通过绞杠的紧定螺钉挤紧时与锥坑单边接触,使板牙孔径尺寸缩小,其调节范围为0.1~0.25 mm。若在V形通槽开口处旋入螺钉,能使板牙孔径尺寸增大。板牙下部两个轴线通过板牙中心的装卡螺钉锥坑,是用紧定螺钉将圆板牙固定在绞杠中,用来传递转矩的。
板牙两端都有切削部分,待一端磨损后,可换另一端使用。
②管螺纹板牙。管螺纹板牙分圆柱管螺纹板牙和圆锥管螺纹板牙。
圆柱管螺纹板牙的结构与圆板牙相仿。圆锥管螺纹板牙的基本结构也与圆板牙相仿,如图8-12所示,只是在单面制成切削锥,只能单面使用。圆锥管螺纹板牙所有刀刃均参加切削,所以切削时很费力。板牙的切削长度影响圆锥管螺纹牙形尺寸,因此套螺纹时要经常检查,不能使切削长度超过太多,只要相配件旋入后能满足要求就可以了。
2)板牙绞杠
板牙绞杠是手工套螺纹时的辅助工具,如图8-13所示。板牙绞杠外圆旋有四只紧定螺钉和一只调松螺钉。使用时,紧定螺钉将板牙紧固在绞杠中,并传递套螺纹的转矩。当使用的圆板牙带有V形调整通槽时,通过调节上面两只紧定螺钉和一只调整螺钉,可使板牙在一定范围内变动。
JB/T 8364.1—2010 60°圆锥管螺纹刀具第1部分:60°圆锥管螺纹圆板牙
图8-12 圆锥管螺纹板牙
图8-13 板牙绞杠
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