《模具钳工工艺与技能实训》配套教案：项目7螺纹加工.docx

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1、项目七螺纹加工一、教学目标1 .理解螺纹加工的基本概念、作用、方法及要求和螺纹加工的切削原理。2 .了解螺纹加工的加工过程和加工螺纹的工具规格及使用要求。3 .掌握攻螺纹前底孔直径以及底孔深度的确定方法和套丝前底杆直径的确定方法。4 .能够独立完成螺纹加工练习。二、课时分配本章共1个任务，本章安排4课时。三、教学重点攻螺纹和套螺纹是应用较广的螺纹加工方法。对于小尺寸的内螺纹，攻螺纹几乎是唯一 有效的加工方法。单件小批量生产时，可以用手用丝锥手工攻丝；当批量较大时，则应在车 床、钻床或攻丝机上用机用丝锥加工。套螺纹的螺纹直径一般不超过16 mll1,它既可以手工 操作，也可以在机床上进行。攻螺纹

2、和套螺纹的加工精度较低，主要用于加工精度要求不高 的普通螺纹。四、教学难点掌握攻螺纹前底孔直径以及底孔深度的确定方法和套丝前底杆直径的确定方法。五、教学内容任务螺纹加工本任务要求完成如图7-1所示的螺纹加工。、。引oi e.oyOEZ.0+0 一技术要求(1) 4M8、2M10螺纹孔与基准面A的垂直度WO. 2mm。(2)孔口倒角CO. 5o一、螺纹加工概述用丝锥在工件孔中切削出内螺纹的加工方法称为攻螺纹，用板牙在圆杆上切削出外螺纹 的加工方法称为套螺纹。交流讨论：请思考在日常生活中有哪些场合应用到螺纹加工技能。二、螺纹加工工具L攻螺纹的工具(1)丝锥丝锥是加工内螺纹的工具,有机用丝锥和手用丝

3、锥两类。机用丝锥通常是用高速钢制成, 一般是单独一支，其螺纹公差带分为Hl、H2、H3三种。手用丝锥是由碳素工具钢或合金工 具钢制成，一般由两支或三支组成一组，其螺纹公差带为H4。丝锥的构造：丝锥构造如图7-3所示，由工作部分和柄部组成。工作部分又分为切削部分和校准部分。丝锥沿轴向开有几条容屑槽，以形成切削部分锋利的切削刃，起主切削作用。前端磨出 切削锥角，切削负荷分布在几个刀齿上，使切削省力，便于切入。丝锥校准部分有完整的牙 型，用来修光和校准已切出的螺纹，并引导丝锥沿轴向前进。丝锥校准部分的大径、中径、小径均有(0.050.12) /100的倒锥，以减少与螺孔的 摩擦，降低所攻螺孔的扩张量

4、。为了制造和刃磨方便，丝锥上的容屑槽一般做成直槽。为了控制排屑方向，有些专用丝 锥做了螺旋槽，如图7-4所示。加工不通孔螺纹时为使切屑向上排出，容屑槽做成右旋槽; 加工通孔螺纹时为使切屑向下排出，容屑槽做成左旋槽。一般丝锥的容屑槽为34个。丝锥柄部有方桦，用以夹持。(a)右旋槽 (b)左旋槽图7-4螺旋形容屑槽成组丝锥切削用量的分配：为了减少切削力和延长使用寿命，一般将切削工作量分配给几支丝锥来担当。通常M6 M24的丝锥每组有两支，M6以下及M24以上的丝锥每组有三支，细牙螺纹丝锥为两支一组。 成组丝锥中，对每支丝锥切削用量的分配有以下两种方式： a.锥形分配(图7-5)：(a)丝锥分配(b

5、)柱形分配图7-5成套丝锥切削量分配b.柱形分配：柱形分配切削用量的丝锥也叫不等径丝锥。头攻、二攻的大径、中径、小径都 比三攻小；头攻、二攻的中径一样，大径不一样(头攻大径小，二攻大径大，见图7-5)o 这种丝锥的切削用量分配比较合理，三支一套的丝锥按6 ： 3 ： 1分担切削用量，两支一套的 丝锥按3： 1分担切削量，这样切削省力，各锥磨损量差别小，使用寿命较长。同时末锥的 两侧也参加少量切削，所以加工表面粗糙度值较小。一般M12以上的丝锥多属于这一种。丝锥的种类：丝锥的种类很多，钳工常用的有机用、手用普通螺纹丝锥，圆锥管螺纹丝锥等。机用和手用普通螺纹丝锥有粗牙、细牙之分，粗柄、细柄之分，单

6、支、成组之分，等径、不等径之 分。此外还有长柄机用丝锥、短柄螺母丝锥、长柄螺母丝锥等。圆柱管螺纹丝锥与一般手用丝锥相近，只是其工作部分较短，一般为两支一组。圆锥管 螺纹丝锥的直径从头到尾逐渐增大，呈圆锥形，牙型与丝锥轴线相垂直，以保证内外螺纹结 合时有良好的接触。丝锥的标志：每一种丝锥都有相应的标志，弄清其所代表的内容，对正确选择使用丝锥是很重要的。(2)钱杠钱杠是手工攻螺纹时用来夹持丝锥的工具，分为普通较杠(图7-6)和丁字较杠(图7-7) 两类，丁字皎杠适用于在高凸台旁边或箱体内部攻螺纹。各类皎杠又可分为活络式和固定式 两种，活络式丁字较杠用于M 6以下丝锥，普通较杠固定式用于M 5以下的

7、丝锥。(a)固定式(b)活络式图7-6普通较杠2.套螺纹的工具(1)板牙板牙是加工外螺纹的工具，它用合金工具钢或高速钢制作并经淬火处理。图7-8所示为 圆板牙的构造，由切削部分、校准部分和排屑孔组成。它本身就像一个螺母，在它的上面钻 有几个排屑孔而形成刀刃。切削部分是板牙两端有切削锥角的部分。它不是个圆锥面，而是一个经过铲磨而成的阿 基米德螺旋面，能形成后角。切削部分装卡螺钉锥坑校准部分阿基米德螺旋面, 切削部分图7-8板牙的构造板牙中间一段是校准部分，也是套螺纹的导向部分。板牙两端都有切削部分，待一端磨损后，可换另一端使用。（2）板牙架板牙架是装夹板牙的工具，图7-9所示为圆板牙架。板牙放入

8、后用螺钉紧固。图7-9圆板牙架温馨提示：关于螺纹加工还要注意以下几点：（1）螺纹常用的切削加工方法有车螺纹、铳螺纹、磨螺纹、攻螺纹和套螺纹等，少无切削 加工方法有搓螺纹和滚螺纹等，特种加工方法有电火花加工和电火花共轨同步回转加工等。（2）其主干可归纳为五类，即车（铳）类、车（铳）磨类、攻套类、滚压类和特种加工类。（3）螺纹有右旋和左旋之分：顺时针旋转时旋入的螺纹称右旋螺纹；逆时针旋转时旋入的 螺纹称左旋螺纹。工程上常用右旋螺纹。（4）螺纹有单线和多线之分：沿一根螺旋线形成的螺纹称单线螺纹；沿两根以上螺旋线形 成的螺纹称多线螺纹。连接螺纹大多为单线。（5）螺纹按用途可分为连接螺纹（普通螺纹、管螺

9、纹等）和传动螺纹（梯形、锯齿形等）。（6）按牙型可分为三角形、梯形、锯齿形等。（7）按螺纹要素是否标准可分为标准螺纹、特殊螺纹和非标准螺纹（仅牙型符合标准称为特 殊螺纹，牙型不符合标准称为非标准螺纹）。思考探究：请通过查阅参考资料、动手实践，了解各种螺纹在不同使用场合的区别。三、螺纹加工中的计算公式L攻螺纹前底孔的直径和深度攻螺纹时，丝锥在切削金属的同时还伴随较强的挤压作用，使金属产生塑性变形形成凸 起并挤向牙尖，如图7-10所示，使共处螺纹的小径小于底孔直径。W刨M曜颔鹫 WWU既承W刨M曜颔鹫 WWU既承图7-10攻螺纹时的挤压现象因此，攻螺纹前的底孔直径应稍大于螺纹小径，否则攻螺纹时因挤

10、压作用使螺纹牙顶与 丝锥牙底之间没有足够的容屑空间，会将丝锥箍住甚至折断丝锥。此种现象在攻塑性较大的 材料时较为严重。但是底孔不宜过大，否则会使螺纹牙型不够、强度降低。底孔直径大小要根据工件材料塑性大小及钻孔扩张量来考虑，按经验公式计算得出。(1)在加工钢和塑性较大的材料及扩张量中等的条件下：(2)在加工铸铁和塑性较小的材料及扩张量较小的条件下：2.套螺纹前圆杆直径的确定及端部倒角与丝锥攻螺纹一样,用板牙在工件上套螺纹时材料同样因受挤压而变形,牙顶将被挤高一些, 所以套螺纹前圆杆直径应稍小于螺纹的大径尺寸。四、螺纹加工方法1.攻螺纹的方法(1)划线，打底孔。(2)在螺纹底孔的孔口倒角(通孔螺纹

11、两端都倒角)，倒角处直径可略大于螺孔大径，这样 可使丝锥开始切削时容易切入，并可防止孔口出现挤压出的凸边。(3)用头锥起攻，起攻时可一手用手掌按住钱杠中部，沿丝锥轴线用力加压，另一手配合 做顺向旋进；或两手握住较杠两端均匀施加压力，并将丝锥顺向旋进。应保证丝锥中心线与 孔中心线重合，不歪斜。在丝锥攻入12圈后，应及时从前后左右用90角尺进行检查， 并不断校正垂直度。（4）当丝锥的切削部分全部进入工件时，就不需要再施加压力，而靠丝锥作旋进切削。此 时两手旋转用力要均匀，并要经常倒转1/41/2圈，使切削碎断后容易排除，避免因切削阻 塞而使丝锥卡住。攻螺纹时，必须以头锥、二锥、三锥顺序攻削至标准尺

12、寸。在较硬的材料上攻螺纹时, 可轮换各丝锥交替下攻，以减小切削部分负荷，防止丝锥折断。攻不通孔时，可在丝锥上做好深度标记，并要经常退出丝锥以清除留在孔内的切屑，否 则会因切屑堵塞使丝锥折断或达不到深度要求。当工件不便倒向进行清屑时，可用弯曲的小 管子吹出切屑或用磁性针棒吸出。攻韧性材料的螺孔时要加切削液，以减小切削阻力，减小加工螺孔的表面粗糙度和延长 丝锥寿命。攻钢件时可用机油，螺纹质量要求高时可用工业植物油，攻铸铁件时可用煤油。 2.套螺纹方法（1）套螺纹时的切削力矩较大，且工件都为圆杆，一般要用V形夹块或厚铜皮作衬垫，才 能保证工件夹紧可靠。（2）起套方法与攻螺纹起攻方法一样，一手用手掌按

13、住校杠中部，沿圆杆轴向施加压力， 另一手配合做顺向切进，转动要慢，压力要大，并保证板牙端面与圆杆轴线的垂直度，不歪 斜。须特别注意，在板牙切入圆杆23牙时应及时检查其垂直度并做校正。（3）正常套螺纹时不要加压，让板牙自然引进（图7-13）,以免损坏螺纹和板牙，也要经 常倒转以断屑。图7-13套螺纹（4）在钢件上套螺纹时要加切削液，一般可以用机油或较浓的乳化液，要求较高时可用工业植物油。温馨提示：熟悉攻螺纹中常出现的问题及其产生原因，以便在练习时加以注意：(1)螺纹乱牙攻螺纹时底孔直径太小，起攻困难，左右摆动，空口乱牙。换用二、三锥时强行校正，或没旋合好就下攻。(2)螺纹滑牙攻不通孔的较小螺纹时

14、，丝锥已到底仍继续下攻。攻强度低或小孔径螺纹时，丝锥已切出螺纹仍继续加压，或攻完时连同钱杠做自由 的快速转出。未加适当切削液并一直攻、套不倒转，切屑堵塞将螺纹啃坏。(3)螺纹歪斜攻螺纹时位置不正，起攻、套时未做垂直度检查。(4)螺纹形状不完整攻螺纹时底孔直径太大，或套螺纹圆杆直径太小。(5)丝锥折断底孔太小。攻入时丝锥歪斜或歪斜后强行校正。没有经常反转断屑，或攻不通孔已到底时还继续往下攻。使用钱杠不当。丝锥牙尺爆裂或磨损过多却强行往下攻。工件材料过硬或夹有硬点。两手用力不均或用力过猛。【任务实施】.实习准备1 .准备材料.实习步骤(1)按实习图尺寸要求钻各螺纹底孔，并对孔口进行倒角。(2)依次

15、攻制4M8、2M10螺纹，检查螺纹孔与基准面的垂直度，并用相应的螺钉进行配检。 温馨提示：(1)起攻、起套的正确性以及攻、套螺纹时能控制两手用力均匀和掌握好用力限度，是攻、 套螺纹的基本功之一，必须用心掌握。(2)熟悉攻螺纹中常出现的问题及其产生原因，以便在练习时加以注意。【练习实践】要求：根据要求完成螺纹加工练习，回答问题。(1)试述丝锥各组成部分的名称及其作用。(2)什么是等径丝锥？什么是不等径丝锥？(3)用计算法确定下列螺纹攻螺纹前钻底孔的钻头直径：在钢件上攻M16的螺纹；在铸铁上攻M16的螺纹。(4)计算在钢件上攻M18螺纹时的底孔直径。若攻不通孔螺纹，其螺纹有效深度为45mni, 求底孔深度为多少。温馨提示：通过查资料来了解问题的答案，加深对螺纹加工知识的认识。【任务拓展】螺纹也和其他类型的表面一样，有一定的尺寸精度、形位精度和表面质量的要求。由于 它们的用途和使用要求不同，技术要求也有所不同，可通过查资料了解螺纹加工方法及其所能达到的精度和表面粗糙度。六、重点回顾