《模具鉗工工藝與技能實(shí)訓(xùn)》配套教案：項(xiàng)目7螺紋加工

項(xiàng)目七螺紋加工一、教學(xué)目標(biāo)1.理解螺紋加工的基本概念、作用、方法及要求和螺紋加工的切削原理。2.了解螺紋加工的加工過程和加工螺紋的工具規(guī)格及使用要求。3.掌握攻螺紋前底孔直徑以及底孔深度的確定方法和套絲前底桿直徑的確定方法。4.能夠獨(dú)立完成螺紋加工練習(xí)。二、課時(shí)分配本章共1個(gè)任務(wù)，本章安排4課時(shí)。三、教學(xué)重點(diǎn)攻螺紋和套螺紋是應(yīng)用較廣的螺紋加工方法。對(duì)于小尺寸的內(nèi)螺紋，攻螺紋幾乎是唯一有效的加工方法。單件小批量生產(chǎn)時(shí)，可以用手用絲錐手工攻絲;當(dāng)批量較大時(shí)，則應(yīng)在車床、鉆床或攻絲機(jī)上用機(jī)用絲錐加工。套螺紋的螺紋直徑一般不超過16mm，它既可以手工操作，也可以在機(jī)床上進(jìn)行。攻螺紋和套螺紋的加工精度較低，主要用于加工精度要求不高的普通螺紋。四、教學(xué)難點(diǎn)掌握攻螺紋前底孔直徑以及底孔深度的確定方法和套絲前底桿直徑的確定方法。五、教學(xué)內(nèi)容任務(wù)螺紋加工本任務(wù)要求完成如圖7-1所示的螺紋加工。技術(shù)要求（1）4M8、2M10螺紋孔與基準(zhǔn)面A的垂直度≤0.2mm。（2）孔口倒角C0.5。一、螺紋加工概述用絲錐在工件孔中切削出內(nèi)螺紋的加工方法稱為攻螺紋，用板牙在圓桿上切削出外螺紋的加工方法稱為套螺紋。交流討論：請(qǐng)思考在日常生活中有哪些場(chǎng)合應(yīng)用到螺紋加工技能。二、螺紋加工工具1.攻螺紋的工具（1）絲錐絲錐是加工內(nèi)螺紋的工具，有機(jī)用絲錐和手用絲錐兩類。機(jī)用絲錐通常是用高速鋼制成，一般是單獨(dú)一支，其螺紋公差帶分為H1、H2、H3三種。手用絲錐是由碳素工具鋼或合金工具鋼制成，一般由兩支或三支組成一組，其螺紋公差帶為H4。①絲錐的構(gòu)造：絲錐構(gòu)造如圖7-3所示，由工作部分和柄部組成。工作部分又分為切削部分和校準(zhǔn)部分。絲錐沿軸向開有幾條容屑槽，以形成切削部分鋒利的切削刃，起主切削作用。前端磨出切削錐角，切削負(fù)荷分布在幾個(gè)刀齒上，使切削省力，便于切入。絲錐校準(zhǔn)部分有完整的牙型，用來修光和校準(zhǔn)已切出的螺紋，并引導(dǎo)絲錐沿軸向前進(jìn)。絲錐校準(zhǔn)部分的大徑、中徑、小徑均有（0.05～0.12）/100的倒錐，以減少與螺孔的摩擦，降低所攻螺孔的擴(kuò)張量。為了制造和刃磨方便，絲錐上的容屑槽一般做成直槽。為了控制排屑方向，有些專用絲錐做了螺旋槽，如圖7-4所示。加工不通孔螺紋時(shí)為使切屑向上排出，容屑槽做成右旋槽；加工通孔螺紋時(shí)為使切屑向下排出，容屑槽做成左旋槽。一般絲錐的容屑槽為3～4個(gè)。絲錐柄部有方榫，用以夾持。②成組絲錐切削用量的分配：為了減少切削力和延長(zhǎng)使用壽命，一般將切削工作量分配給幾支絲錐來擔(dān)當(dāng)。通常M6～M24的絲錐每組有兩支，M6以下及M24以上的絲錐每組有三支，細(xì)牙螺紋絲錐為兩支一組。成組絲錐中，對(duì)每支絲錐切削用量的分配有以下兩種方式：錐形分配（圖7-5）：b.柱形分配：柱形分配切削用量的絲錐也叫不等徑絲錐。頭攻、二攻的大徑、中徑、小徑都比三攻?。活^攻、二攻的中徑一樣，大徑不一樣（頭攻大徑小，二攻大徑大，見圖7-5）。這種絲錐的切削用量分配比較合理，三支一套的絲錐按6∶3∶1分擔(dān)切削用量，兩支一套的絲錐按3∶1分擔(dān)切削量，這樣切削省力，各錐磨損量差別小，使用壽命較長(zhǎng)。同時(shí)末錐的兩側(cè)也參加少量切削，所以加工表面粗糙度值較小。一般M12以上的絲錐多屬于這一種。③絲錐的種類：絲錐的種類很多，鉗工常用的有機(jī)用、手用普通螺紋絲錐，圓錐管螺紋絲錐等。機(jī)用和手用普通螺紋絲錐有粗牙、細(xì)牙之分，粗柄、細(xì)柄之分，單支、成組之分，等徑、不等徑之分。此外還有長(zhǎng)柄機(jī)用絲錐、短柄螺母絲錐、長(zhǎng)柄螺母絲錐等。圓柱管螺紋絲錐與一般手用絲錐相近，只是其工作部分較短，一般為兩支一組。圓錐管螺紋絲錐的直徑從頭到尾逐漸增大，呈圓錐形，牙型與絲錐軸線相垂直，以保證內(nèi)外螺紋結(jié)合時(shí)有良好的接觸。④絲錐的標(biāo)志：每一種絲錐都有相應(yīng)的標(biāo)志，弄清其所代表的內(nèi)容，對(duì)正確選擇使用絲錐是很重要的。（2）鉸杠鉸杠是手工攻螺紋時(shí)用來夾持絲錐的工具，分為普通鉸杠（圖7-6）和丁字鉸杠（圖7-7）兩類，丁字鉸杠適用于在高凸臺(tái)旁邊或箱體內(nèi)部攻螺紋。各類鉸杠又可分為活絡(luò)式和固定式兩種，活絡(luò)式丁字鉸杠用于Ｍ６以下絲錐，普通鉸杠固定式用于Ｍ５以下的絲錐。2.套螺紋的工具（1）板牙板牙是加工外螺紋的工具，它用合金工具鋼或高速鋼制作并經(jīng)淬火處理。圖7-8所示為圓板牙的構(gòu)造，由切削部分、校準(zhǔn)部分和排屑孔組成。它本身就像一個(gè)螺母，在它的上面鉆有幾個(gè)排屑孔而形成刀刃。切削部分是板牙兩端有切削錐角的部分。它不是個(gè)圓錐面，而是一個(gè)經(jīng)過鏟磨而成的阿基米德螺旋面，能形成后角。板牙中間一段是校準(zhǔn)部分，也是套螺紋的導(dǎo)向部分。板牙兩端都有切削部分，待一端磨損后，可換另一端使用。（2）板牙架板牙架是裝夾板牙的工具，圖7-9所示為圓板牙架。板牙放入后用螺釘緊固。溫馨提示：關(guān)于螺紋加工還要注意以下幾點(diǎn)：（1）螺紋常用的切削加工方法有車螺紋、銑螺紋、磨螺紋、攻螺紋和套螺紋等，少無切削加工方法有搓螺紋和滾螺紋等，特種加工方法有電火花加工和電火花共軛同步回轉(zhuǎn)加工等。（2）其主干可歸納為五類，即車(銑)類、車(銑)磨類、攻套類、滾壓類和特種加工類。（3）螺紋有右旋和左旋之分：順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)旋入的螺紋稱右旋螺紋；逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)旋入的螺紋稱左旋螺紋。工程上常用右旋螺紋。（4）螺紋有單線和多線之分：沿一根螺旋線形成的螺紋稱單線螺紋；沿兩根以上螺旋線形成的螺紋稱多線螺紋。連接螺紋大多為單線。（5）螺紋按用途可分為連接螺紋（普通螺紋、管螺紋等）和傳動(dòng)螺紋（梯形、鋸齒形等）。（6）按牙型可分為三角形、梯形、鋸齒形等。（7）按螺紋要素是否標(biāo)準(zhǔn)可分為標(biāo)準(zhǔn)螺紋、特殊螺紋和非標(biāo)準(zhǔn)螺紋(僅牙型符合標(biāo)準(zhǔn)稱為特殊螺紋，牙型不符合標(biāo)準(zhǔn)稱為非標(biāo)準(zhǔn)螺紋)。思考探究：請(qǐng)通過查閱參考資料、動(dòng)手實(shí)踐，了解各種螺紋在不同使用場(chǎng)合的區(qū)別。三、螺紋加工中的計(jì)算公式1.攻螺紋前底孔的直徑和深度攻螺紋時(shí)，絲錐在切削金屬的同時(shí)還伴隨較強(qiáng)的擠壓作用，使金屬產(chǎn)生塑性變形形成凸起并擠向牙尖，如圖7-10所示，使共處螺紋的小徑小于底孔直徑。因此，攻螺紋前的底孔直徑應(yīng)稍大于螺紋小徑，否則攻螺紋時(shí)因擠壓作用使螺紋牙頂與絲錐牙底之間沒有足夠的容屑空間，會(huì)將絲錐箍住甚至折斷絲錐。此種現(xiàn)象在攻塑性較大的材料時(shí)較為嚴(yán)重。但是底孔不宜過大，否則會(huì)使螺紋牙型不夠、強(qiáng)度降低。底孔直徑大小要根據(jù)工件材料塑性大小及鉆孔擴(kuò)張量來考慮，按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出。（1）在加工鋼和塑性較大的材料及擴(kuò)張量中等的條件下：（2）在加工鑄鐵和塑性較小的材料及擴(kuò)張量較小的條件下：2.套螺紋前圓桿直徑的確定及端部倒角與絲錐攻螺紋一樣，用板牙在工件上套螺紋時(shí)材料同樣因受擠壓而變形，牙頂將被擠高一些，所以套螺紋前圓桿直徑應(yīng)稍小于螺紋的大徑尺寸。四、螺紋加工方法1.攻螺紋的方法（1）劃線，打底孔。（2）在螺紋底孔的孔口倒角（通孔螺紋兩端都倒角），倒角處直徑可略大于螺孔大徑，這樣可使絲錐開始切削時(shí)容易切入，并可防止孔口出現(xiàn)擠壓出的凸邊。（3）用頭錐起攻，起攻時(shí)可一手用手掌按住鉸杠中部，沿絲錐軸線用力加壓，另一手配合做順向旋進(jìn)；或兩手握住鉸杠兩端均勻施加壓力，并將絲錐順向旋進(jìn)。應(yīng)保證絲錐中心線與孔中心線重合，不歪斜。在絲錐攻入1~2圈后，應(yīng)及時(shí)從前后左右用90°角尺進(jìn)行檢查，并不斷校正垂直度。（4）當(dāng)絲錐的切削部分全部進(jìn)入工件時(shí)，就不需要再施加壓力，而靠絲錐作旋進(jìn)切削。此時(shí)兩手旋轉(zhuǎn)用力要均勻，并要經(jīng)常倒轉(zhuǎn)1/4~1/2圈，使切削碎斷后容易排除，避免因切削阻塞而使絲錐卡住。攻螺紋時(shí)，必須以頭錐、二錐、三錐順序攻削至標(biāo)準(zhǔn)尺寸。在較硬的材料上攻螺紋時(shí)，可輪換各絲錐交替下攻，以減小切削部分負(fù)荷，防止絲錐折斷。攻不通孔時(shí)，可在絲錐上做好深度標(biāo)記，并要經(jīng)常退出絲錐以清除留在孔內(nèi)的切屑，否則會(huì)因切屑堵塞使絲錐折斷或達(dá)不到深度要求。當(dāng)工件不便倒向進(jìn)行清屑時(shí)，可用彎曲的小管子吹出切屑或用磁性針棒吸出。攻韌性材料的螺孔時(shí)要加切削液，以減小切削阻力，減小加工螺孔的表面粗糙度和延長(zhǎng)絲錐壽命。攻鋼件時(shí)可用機(jī)油，螺紋質(zhì)量要求高時(shí)可用工業(yè)植物油，攻鑄鐵件時(shí)可用煤油。2.套螺紋方法（1）套螺紋時(shí)的切削力矩較大，且工件都為圓桿，一般要用V形夾塊或厚銅皮作襯墊，才能保證工件夾緊可靠。（2）起套方法與攻螺紋起攻方法一樣，一手用手掌按住鉸杠中部，沿圓桿軸向施加壓力，另一手配合做順向切進(jìn)，轉(zhuǎn)動(dòng)要慢，壓力要大，并保證板牙端面與圓桿軸線的垂直度，不歪斜。須特別注意，在板牙切入圓桿2～3牙時(shí)應(yīng)及時(shí)檢查其垂直度并做校正。（3）正常套螺紋時(shí)不要加壓，讓板牙自然引進(jìn)（圖7-13），以免損壞螺紋和板牙，也要經(jīng)常倒轉(zhuǎn)以斷屑。（4）在鋼件上套螺紋時(shí)要加切削液，一般可以用機(jī)油或較濃的乳化液，要求較高時(shí)可用工業(yè)植物油。溫馨提示：熟悉攻螺紋中常出現(xiàn)的問題及其產(chǎn)生原因，以便在練習(xí)時(shí)加以注意：（1）螺紋亂牙①攻螺紋時(shí)底孔直徑太小，起攻困難，左右擺動(dòng)，空口亂牙。②換用二、三錐時(shí)強(qiáng)行校正，或沒旋合好就下攻。（2）螺紋滑牙①攻不通孔的較小螺紋時(shí)，絲錐已到底仍繼續(xù)下攻。②攻強(qiáng)度低或小孔徑螺紋時(shí)，絲錐已切出螺紋仍繼續(xù)加壓，或攻完時(shí)連同鉸杠做自由的快速轉(zhuǎn)出。③未加適當(dāng)切削液并一直攻、套不倒轉(zhuǎn)，切屑堵塞將螺紋啃壞。（3）螺紋歪斜攻螺紋時(shí)位置不正，起攻、套時(shí)未做垂直度檢查。（4）螺紋形狀不完整攻螺紋時(shí)底孔直徑太大，或套螺紋圓桿直徑太小。（5）絲錐折斷①底孔太小。②攻入時(shí)絲錐歪斜或歪斜后強(qiáng)行校正。③沒有經(jīng)常反轉(zhuǎn)斷屑，或攻不通孔已到底時(shí)還繼續(xù)往下攻。④使用鉸杠不當(dāng)。⑤絲錐牙尺爆裂或磨損過多卻強(qiáng)行往下攻。⑥工件材料過硬或夾有硬點(diǎn)。⑦兩手用力不均或用力過猛?！救蝿?wù)實(shí)施】1.實(shí)習(xí)準(zhǔn)備2.準(zhǔn)備材料3.實(shí)習(xí)步驟（1）按實(shí)習(xí)圖尺寸要求鉆各螺紋底孔，并對(duì)孔口進(jìn)行倒角。（2）依次攻制4M8、2M10螺紋，檢查螺紋孔與基準(zhǔn)面的垂直度，并用相應(yīng)的螺釘進(jìn)行配檢。溫馨提示：（1）起攻、起套的正確性以及攻、套螺紋時(shí)能控制兩手用力均勻和掌握好用力限度，是攻、套螺紋的基本功之一，必須用心掌握。（2）熟悉攻螺紋中常出現(xiàn)的問題及其產(chǎn)生原因，以便在練習(xí)時(shí)加以注意。【練習(xí)實(shí)踐】要求：根據(jù)要求完成螺紋加工練習(xí)，回答問題。（1）試述絲錐各組成部分的名稱及其作用。（2）什么是等徑絲錐？什么是不等徑絲錐？（3）用計(jì)算法確定下列螺紋攻螺紋前鉆