加工小尺寸熱熔鉆內(nèi)螺紋常出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法
機(jī)器的制造單元是零件，零件通過(guò)一定形式相聯(lián)接組成機(jī)器。而零件之間的聯(lián)接形式之一為螺紋聯(lián)接，因此，螺紋往往是零件上最常見(jiàn)結(jié)構(gòu)之一。加工螺紋常用的方法有車(chē)、攻、碾壓等，而攻螺紋是應(yīng)用最廣泛的一種內(nèi)螺紋加工方法。特別是對(duì)于小尺寸內(nèi)螺紋，攻螺紋幾乎是唯一的加工方法。攻螺紋的方法一般有兩種，即手攻和機(jī)攻熱熔鉆。為便于螺紋加工，下面將螺紋加工中的注意事項(xiàng)，常出現(xiàn)的問(wèn)題、產(chǎn)生的原因、解決辦法以及取出折斷絲錐的常用方法等一系列問(wèn)題加以論述。
1 用普通絲錐攻螺紋的方法及注意事項(xiàng)
1) 手攻螺紋的方法及注意事項(xiàng)
目前，在機(jī)械加工中，手攻螺紋仍占有一定的地位。因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)中，有些螺紋孔由于所在的位置或零件形狀的限制，不適用于機(jī)攻螺紋。對(duì)于小孔螺紋，由于螺紋孔直徑較小，絲錐強(qiáng)度較低，用機(jī)攻螺紋容易折斷絲錐，一般也常采用手攻螺紋。但是，手攻螺紋的質(zhì)量受人為因素的影響較大，所以我們只有采取正確的攻螺紋方法，才能保證手攻螺紋的加工質(zhì)量。
a. 工件的裝夾 被加工工件裝夾要正。一般情況下，應(yīng)將工件需要攻螺紋的一面，置于水平或垂直位置。便于判斷和保持絲錐垂直于工件基面。
b. 絲錐的初始位置 在開(kāi)始攻螺紋時(shí)，要把絲錐放正，然后一手扶正絲錐，另一手輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)鉸杠。當(dāng)絲錐旋轉(zhuǎn)1～2圈后，從正面或側(cè)面觀(guān)察絲錐是否與工件基面垂直，必要時(shí)可用直角尺進(jìn)行校正，一般在攻進(jìn)3～4圈螺紋后，絲錐的方向就基本確定。
如果開(kāi)始攻螺紋不正，可將絲錐旋出，用二錐加以糾正，然后再用頭錐攻螺紋，當(dāng)絲錐的切削部分全部進(jìn)入工件時(shí)，就不再需要施加軸向力，靠螺紋自然旋進(jìn)即可。
攻螺紋的操作方式攻螺紋時(shí)，一般以每次旋進(jìn)1/2～1轉(zhuǎn)為宜。但是，特殊情況下，應(yīng)具體問(wèn)題具體分析，譬如：M5以下的絲錐一次旋進(jìn)不得大于1/2轉(zhuǎn)；手攻細(xì)牙螺紋或精度要求較高的螺紋時(shí)，每次進(jìn)給量還要適當(dāng)減少；攻削鑄鐵比攻削鋼材的速度可以適當(dāng)快一些，每次旋進(jìn)后，再倒轉(zhuǎn)約為旋進(jìn)的1/2行程；攻削較深螺紋時(shí)，為便于斷屑和排屑，減少切削刃粘屑現(xiàn)象，保證鋒利的刃口，同時(shí)使切削液順利地進(jìn)入切削部位，起到冷卻潤(rùn)滑作用。回轉(zhuǎn)行程還要大一些，并需要往復(fù)擰轉(zhuǎn)幾次，另外，攻削盲孔螺紋時(shí)，要經(jīng)常把絲錐退出，將切屑清除，以保證螺紋孔有效長(zhǎng)度。
c. 用力要均勻 轉(zhuǎn)動(dòng)鉸杠時(shí)，操作者的兩手用力要平衡，切忌用力過(guò)猛和左右晃動(dòng)，否則容易將螺紋牙型撕裂和導(dǎo)致螺紋孔擴(kuò)大及出現(xiàn)錐度。如感到很費(fèi)力時(shí)，切不可強(qiáng)行攻螺紋，應(yīng)將絲錐倒轉(zhuǎn)，使切屑排除，或用二錐攻削幾圈，以減輕頭錐切削部分的負(fù)荷，然后再用頭錐繼續(xù)攻螺紋，如果繼續(xù)攻螺紋仍然很吃力或斷續(xù)發(fā)出“咯、咯”的聲音，則切削不正常或絲錐磨損，應(yīng)立即停止攻螺紋，查找原因，否則絲錐有折斷的可能。
d. 退出絲錐的操作方式 攻削盲孔螺紋時(shí)，當(dāng)末錐攻完，用鉸杠倒旋絲錐松動(dòng)以后，用乎將絲錐旋出，因?yàn)楣ネ甑穆菁y孔和絲錐的配合較松，而鉸杠重，若用鉸杠旋出絲錐，容易產(chǎn)生搖擺和震動(dòng)，從而破壞了螺紋的表面粗糙度。攻削通孔螺紋時(shí)，絲錐的校準(zhǔn)部分盡量不要全部出頭，以免擴(kuò)大或損壞最后幾扣螺紋。
e. 成組絲錐的應(yīng)用 用成組絲錐攻螺紋時(shí)，在頭錐攻完后，應(yīng)先用手將二錐或三錐旋進(jìn)螺紋孔內(nèi)，一直到旋不動(dòng)時(shí)，才能使用鉸杠操作，防止對(duì)不準(zhǔn)前一絲錐攻削的螺紋而產(chǎn)生亂扣現(xiàn)象。
2) 機(jī)用絲錐機(jī)攻螺紋熱熔鉆的方法及注意事項(xiàng)
由于手攻螺紋存在效率低，質(zhì)量不穩(wěn)定的問(wèn)題，所以在實(shí)際大批量生產(chǎn)中，主要是采用質(zhì)量好、效率高、生產(chǎn)成本低的機(jī)攻螺紋。但是在機(jī)攻螺紋過(guò)程中，我們也必須正確地使用機(jī)器和工具，否則，也將影響螺紋孔的加工質(zhì)量。
a. 機(jī)床的自身精度 鉆床主軸的徑向跳動(dòng)，一般應(yīng)調(diào)整在0.05mm 以?xún)?nèi)，如果攻削螺紋孔的精度較高時(shí)，主軸的徑向跳動(dòng)不應(yīng)大于0.02mm，裝夾工件的夾具定位支承面與鉆床主軸中心或絲錐中心的垂直度誤差應(yīng)不大于0.05mm/100，工件的螺紋底孔與絲錐的同軸度一般應(yīng)不大于0.05mm。
b. 攻螺紋的操作方式 當(dāng)絲錐即將攻完螺紋時(shí)，進(jìn)刀要輕、慢，以防止絲錐前端與工件的螺紋底孔深度產(chǎn)生干涉撞擊，損壞絲錐；當(dāng)攻盲孔螺紋或深度較大的螺孔時(shí)，應(yīng)使用攻螺紋安全夾頭來(lái)承受切削力。安全夾頭承受的切削力，必須按照絲錐的大小來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以免斷錐或攻不進(jìn)去；在絲錐切削部分長(zhǎng)度的攻削行程內(nèi)，應(yīng)在鉆床進(jìn)刀手柄上旋加均勻合適的壓力，以協(xié)助絲錐進(jìn)入底孔內(nèi)，這樣可避免由于靠開(kāi)始幾扣不完整的螺紋向下去拉主軸時(shí)，將螺紋刮爛， 當(dāng)校準(zhǔn)部分進(jìn)入工件時(shí)，可靠螺紋自然的旋進(jìn)進(jìn)行攻削，以免將牙型切瘦。攻通孔螺紋時(shí)，應(yīng)注意絲錐的校準(zhǔn)部分不能全部露出頭，否則在反轉(zhuǎn)退出絲錐時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生亂扣現(xiàn)象。
c. 切削速度的選擇 攻螺紋的切削速度主要根據(jù)切削材料、絲錐中徑、螺距、螺紋孔的深度等情況而定。一般當(dāng)螺紋孔深度在10～30mm 以?xún)?nèi)，工件為下列材料時(shí)，其切削速度大致如下：鋼材v=6～15m/min，調(diào)質(zhì)后的鋼材或較硬的鋼材v=5～10m/min，不銹鋼v=2～7m/min，鑄鐵v=8～10m/min，在同樣條件下，絲錐直徑小取相對(duì)高速，絲錐直徑大取相對(duì)低速，螺距大取低速。
d. 切削液的選擇 機(jī)攻螺紋時(shí)，切削液主要是根據(jù)被加工材料來(lái)選擇的，且需保持足夠的切削液，對(duì)于金屬材料，一般采用乳化液；對(duì)塑料材料，一般可采用乳化油或硫化切削油。如果工件上的螺紋孔表面粗糙度值要求較低時(shí)，可采用菜子油及二硫化鉬等，豆油的效果也比較好。
2 用普通絲錐攻螺紋常出現(xiàn)的問(wèn)題、產(chǎn)生的原因及解決的方法
根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，通過(guò)歸納總結(jié)，可以發(fā)現(xiàn)：用普通絲錐攻螺紋，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)絲錐折斷、螺紋中徑超差等情況，對(duì)于這些問(wèn)題，我們進(jìn)行了如下歸納和分析，以表格的形式提供給大家，以便于指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)際，減少生產(chǎn)事故，提高加工效率。
| 問(wèn)題 | 產(chǎn)生原因 | 解決辦法 |
| 絲錐折斷 | 螺紋底孔加工時(shí)，底孔直徑偏小，排屑不好造成切屑堵塞；攻盲孔螺紋時(shí)，鉆孔的深度不夠；攻螺紋的速度太高過(guò)快；攻螺紋用的絲錐與螺紋底孔直徑不同軸；絲錐刃磨參數(shù)的選擇不合適；被加工件硬度不穩(wěn)定；絲錐使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，過(guò)度磨損。 | 正確地選擇螺紋底孔的直徑；刃磨刃傾角或選用螺旋槽絲錐；鉆底孔的深度要達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)；適當(dāng)降低切削速度，按標(biāo)準(zhǔn)選取；攻螺紋時(shí)校正絲錐與底孔，保證其同軸度符合要求，并且選用浮動(dòng)攻螺紋夾頭；增大絲錐前角，縮短切削錐長(zhǎng)度；保證工件硬度符合要求，選用保險(xiǎn)夾頭；發(fā)現(xiàn)絲錐磨損應(yīng)及時(shí)更換。 |
| 絲錐崩齒 | 絲錐前角選擇過(guò)大；絲錐每齒切削厚度太大；絲錐的淬火硬度過(guò)高；絲錐磨損嚴(yán)重。 | 適當(dāng)減小絲錐前角；適當(dāng)增加切削錐的長(zhǎng)度；降低硬度并及時(shí)更換絲錐。 |
| 絲錐磨損過(guò)快 | 攻螺紋時(shí)速度過(guò)高；絲錐刃磨參數(shù)選擇不合適；切削液選擇不當(dāng)，使用不充分；工件的材料硬度過(guò)高；絲錐刃磨時(shí)，產(chǎn)生燒傷現(xiàn)象。 | 適當(dāng)降低切削速度；減小絲錐前角，加長(zhǎng)切削錐的長(zhǎng)度；選用潤(rùn)滑性好的切削液；對(duì)被加工工件進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚恚徽_的刃磨絲錐。 |
| 螺紋中徑過(guò)大 | 絲錐的中徑精度等級(jí)選擇不當(dāng)；切削液選擇不合理；攻螺紋的速度過(guò)高；絲錐與工件螺紋底孔同軸度差；絲錐刃磨參數(shù)選擇不合適；刃磨絲錐產(chǎn)生毛刺；絲錐切削錐長(zhǎng)度過(guò)短。 | 選擇合適精度等級(jí)的絲錐中徑；選擇適宜的切削液并適當(dāng)降低切削速度；攻螺紋時(shí)校正絲錐和螺紋底孔同軸度；采用浮動(dòng)夾頭；適當(dāng)減小前角與切削錐后角；消除刃磨絲錐產(chǎn)生的毛刺，并適當(dāng)增加切削錐長(zhǎng)度。 |
| 螺紋中徑過(guò)小 | 絲錐的中徑精度等級(jí)選擇不當(dāng)；絲錐刃磨參數(shù)不合適；絲錐磨損；切削液選擇不合適。 | 選擇適宜精度等級(jí)的絲錐中徑；適當(dāng)加大絲錐前角和切削錐度；更換磨損過(guò)大的絲錐；選用潤(rùn)滑性好的切削液。 |
| 螺紋表面粗糙度大 | 絲錐刃磨參數(shù)不合適；工件的材料硬度過(guò)低；絲錐刃磨質(zhì)量差、切削液選擇不當(dāng)；攻螺紋的削速度太高；絲錐磨損大。 | 適當(dāng)加大絲錐前角，減小切削錐度；進(jìn)行熱處理，適當(dāng)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(rùn)滑性好的切削液；適當(dāng)降低切削速度；更換已磨損的絲錐。 |
3 從螺孔中取出折斷絲錐的方法
在加工小尺寸內(nèi)螺紋時(shí)，由于絲錐直徑小，強(qiáng)度低，絲錐折斷現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，因此，如何正確取出已折斷絲錐，也是一個(gè)需要研究的重要問(wèn)題。首先，在取出斷絲錐前，應(yīng)首先把螺孔中的切屑和絲錐碎屑清除干凈，以防止夾在螺紋與絲錐之間阻礙絲錐的退出。具體方法有如下幾種：
當(dāng)折斷的絲錐折斷部分露出孔外時(shí)，可用鉗子擰出；或用尖鏨子輕輕地剔出；也可以在斷錐上焊一個(gè)六角螺母，然后用扳手輕輕地扳動(dòng)六角螺母將斷絲退出。
當(dāng)絲錐折斷部分在孔內(nèi)時(shí)，可在帶方榫的斷絲錐上擰兩個(gè)螺母，用鋼絲(根數(shù)與絲錐槽數(shù)相同)插入斷絲錐和螺母的空槽中，然后用鉸杠按退出方向扳動(dòng)方榫，把斷絲錐取出。
絲錐的折斷往往是在受力很大的情況下突然發(fā)生的，致使斷在螺孔中的半截絲錐的切削刃，緊緊地楔在金屬內(nèi)，一般很難使熱熔鉆絲錐的切削刃與金屬脫出，為了使絲錐能夠在螺孔中松動(dòng)，可以用一個(gè)尖鑿子，抵在絲錐的容屑槽內(nèi)，用手錘按螺紋的正反方向反復(fù)輕輕敲打，直到絲錐松動(dòng)即可。
用乙炔火焰或噴燈使絲錐退火，然后用鉆頭去鉆，此時(shí)鉆頭直徑應(yīng)比底孔直徑小，鉆孔也要對(duì)準(zhǔn)中心，防止將螺紋鉆壞，鉆好孔后打入一個(gè)扁形或方形沖頭再用扳手旋出絲錐。
用電火花加工設(shè)備將斷絲錐腐蝕掉。
當(dāng)攻削不銹鋼熱熔鉆頭材料時(shí)，因不銹鋼能抗硝酸腐蝕，而用高速鋼制成的絲錐在硝酸液中卻能很快地受到腐蝕，所以可將工件放入硝酸溶液中進(jìn)行腐蝕的方法取出斷絲錐。