【技术研讨】资深高手谈螺纹及其加工

3D世界网机械社区2018-06-08 10:19:42

作者:Happy.Jin


螺纹的种类比较多,各种各样不下百余种,而且用途广泛,对于螺纹加工相对来说也比较复杂困难的多。所以我想尽我的能力把螺纹这一块和大家好好聊聊,欢迎各位大虾们指正加精补充。


普通螺纹:普通的公制粗牙,细牙螺纹,超细牙螺纹,左旋,右旋。


用途: 粗牙螺纹一般适合于承受较大的拉力和冲击力。互换性比较强。

细牙螺纹一般不容易松动。还能有微调和密封的作用。超细牙通常用于薄壁零件。


右旋螺纹常用的最重要原因有两个:一是右手常用方便、顺手;二是右螺纹车削工艺性好。


一般机械调节装置会用到左旋螺纹,左右螺纹匹配应用,也就是一根螺杆的两端分别为左旋螺纹和右旋螺纹,这样就可以通过旋转螺杆实现两端螺母的间距;如自行车轮轴,暖气片组螺纹轴。

液化气钢瓶接口使用左旋螺纹,防止其他接头混用;有顺时针旋转方向要求的,为防止顺牙松动,使用左旋螺纹。比如磨刀的砂轮。


美国、英国和加拿大统一螺纹:


统一螺纹规定了六个不同等级,即1A、2A、3A级(外螺纹)和1B、2B、3B级(内螺纹)。 分别对应的螺纹旋合长度为:长,中等,短。


1A、1B级螺纹是针对武器装备和某些特殊使用之要求而规定的螺纹等级.即要求能简便迅速地装配或螺纹有轻微损伤和活动也能进行装配的场合. 相当于国内内螺纹7H精度,外螺纹8g,8h精度。

2A、2B级螺纹是一般用途之螺栓、螺钉和类似之螺纹紧固件最常用的标准螺纹.相当于国内 内螺纹5H,6H,5G,6G精度,外螺纹6g,7g,6h,7h精度。

3A、3B级螺纹用于螺纹配合之松紧度、导程和半角的精度要求较高的场合,3A和3B级螺纹只用于高精度之设备,它要靠有效的测量和检测手段才能获得. 相当于国内内螺纹 4H精度,外螺纹(3h4h)。


传动螺纹:梯形螺纹,锯齿螺纹,双头,多头螺纹,变螺距螺纹。


用途: 梯形螺纹常用于双向传动。牙型角30°。

锯齿螺纹常用于单向传动。使用的牙侧角 有: 3°/30°、3°/45°、7°/45°、0°/45°等数种不同的锯齿形螺纹。

双头,多头螺纹(效率高)。同样转一圈的距离不一样。

变螺距螺纹常用于,传输,挤压。大头进去小头出来。

管螺纹: 圆柱内螺纹,圆锥内螺纹。圆锥外螺纹。(主要以英国为标准)

英制密封管螺纹有两种配合方式,“柱/锥”和“锥/锥”.两种英制密封管螺纹使用不同的螺纹环规(圆柱螺纹环规和圆锥螺纹环规)和螺纹塞规(基准平面的位置不同,两者基准平面相距半牙).欧洲国家主要采用“柱/锥”配合螺纹;而欧洲以外国家则主要采用“锥/锥”配合螺纹。同一个密封管螺纹件,欧洲国家检验合格的管螺纹,欧洲以外国家检验则可能不合格。

G为柱的,R为锥的。

用Rc表示圆锥内螺纹;用Rp表示圆柱内螺纹;用R表示圆锥外螺纹,它们的牙型角都是55度。

非密封管螺纹G在接管用于水、气密封时需要缠绕生料带。

密封管螺纹Rp在接管用于水、气密封时不需要缠绕生料带。

NPT,NPTF 美制锥形螺纹。

NPSF,NPSM美制平行管螺纹。

BSP.Tr是锥管螺纹用于密封接合。

BSP.PI是平行管螺纹,用于密封接合,只有内螺纹与BSP.Tr的外螺纹嵌合。

BSP.F为平行管螺纹,用于一般的接合。


对于螺纹介绍就到此结束,如果社友还有兴趣可看我以前发过一片关于管螺纹的介绍。我会和大家一起讨论。(上述才涉及了螺纹的一小部分)。


下面谈谈螺纹的加工。


加工方法:


1.模具加工包括:滚压,铸造,压铸。适用于:软材料,小螺距,大批量生产。

2.螺纹车铣削,攻丝,板牙。

3.螺纹的磨削。适用于材料硬,螺距大的螺纹。单件,小批量,或者特殊的螺纹。


主要和大家交流一下第二种螺纹的加工方法:


1.手动攻丝:攻螺纹之前孔口一定要倒角,倒角稍大于螺纹大径,手动攻丝的时候先攻一到二牙,等到丝锥垂直孔口了再继续往下攻,材料难攻的话,每转一圈,回半圈。


这样做的好处是铁屑容易排出,丝锥不容易折断,但是潜在的风险是你的螺纹规可能止不住。润滑油可以选择 菜籽油,豆油,猪油。


一般大直径,大螺距的螺纹要分:头攻(百分之60螺牙高度),二攻(百分之30螺牙高度),三攻(百分之10螺牙高度)。不锈钢M3以下的建议手攻。


2.加工中心攻丝和螺纹铣削。


材料软,光洁度要求较高的可选用挤压式丝锥。


材料硬,螺纹要求高,直径大(相对于你刀柄,举个列子用BT-50刀柄 M27以下的螺纹都能攻,但要看看你自己用的是什么机床,什么刀具。)通常选用铣螺纹来加工。


普通类螺纹:刚性攻丝比柔性攻丝速度快。尤其当加工的材料属于易加工材料时,推荐刚性攻丝(相对于柔性来说,刚性攻丝易折断,易烂牙)


举个列子 加工铝件M8螺纹孔 深15 同样选择上工丝锥 刚性攻丝转速能到1000 进给能到1250 柔性攻丝 转速400 进给在500. 柔性攻丝速度慢,成本高。


如果加工的是铸铁类,钢类零件 推荐 柔性攻丝.(有社友说刚性攻丝也可以,不错,我只推荐用柔性攻丝。)


如果加工的是不锈钢,镍钛合金类,那你就加工个丝锥导向吧。(断了很麻烦)。


我再补充说明下。


首先,我用个发那科系统编个普通螺纹加工的程序:

O0000(加工M10*1.5螺纹)

G21

G0G17G40G49G80G90

T1M6(直径8.5钻头,如果你的材料难加工建议底孔打大0.1-0.2)

G0G90G54X0.Y0.S2700M3 (用的合金钻头)

G43H1Z20.

G98G81Z-22.R3.F500.

G80

M5

G91G28Z0.

T2M6(直径16*90°倒角刀)

G0G90G54X0.Y0.S1000M3

G43H2Z20.

G98G81Z-4.2R2.F280.

G80

M5

G91G28Z0.

1.T3M6(M10丝锥刚性攻丝) 2. T3M6(M10丝锥刚性攻丝)

G0G90G54X0.Y0.S300M3 G0G90G54X0.Y0.

G95

G43H3Z20.M8 G43H3Z20.M8

M29 S300

G98G84Z-17.R6.F450 G98G84Z-17.R6.F1.5

G94 G80 G80

M5 M5

G91G28Z0. G91G28Z0.

M30 M30

% %


补充: 最后攻丝的那一步最好是选用2号程序,尤其是当你用的机器不是很好,转速又十分快的时候。利用每转进给来攻丝。另外在看看你的机床 Q值 能否用。


螺纹铣削本人喜欢用单齿铣,这样通常我只要用到2把刀具就可以了,一把55° 一把60°基本能搞定。铣螺纹的时候 内螺纹从下往上铣,外螺纹从上往下铣。

一般的焊接件为保证加工后的尺寸稳定性,要进行时效处理或退火处理等手段.


铣螺纹程序;

#1=52. 孔直径

#2=26. 刀具直径

#3=28 孔深度

#4=0 设个自变量

#17=2. 螺距

#5=[[#1-#2]/2]

G54G90G0X0Y0S2000M3;

G0G43H1Z50.M8;

Z[-#4+2.];

G1Z-#4F200;

X#5;

WHILE[#4LT#3]DO1

#4=#4+#17;

G2I-#5Z-#4F400;

END1;

G1X0Y0F1000;

G91G28Z0.;

M5;

M30; %


子程序也可以做(调用循环次数)。所用加工原理都是用三轴联动的方法在Z方向下降或者上升一个螺距,XY则走出圆弧。


数控车螺纹前外径要小于螺纹大径0.1mm-0.2mm,内径要大于螺纹大径0.1mm-0.2mm


直进法(G92,G32) 两侧刃同时接触工件,切削力大,排屑困难,但是做出来的螺纹精度比较高。适合3MM以下螺距的加工。


斜进法(G76,) 单侧刃递减式切削,刀具负载小,排屑容易。做出来的螺纹精度没有直进法高。适合螺距大于3MM的加工。

左右借刀法(宏和者子程序) 适用于梯形螺纹,矩形螺纹,锯齿螺纹加工。


一般的普通螺纹可以用 G92,G32,G76其中一种就能加工完成,有些大螺距,高精度,难切削材料的螺纹,需以上几种方法结合交替着适用。


车削螺纹时常见的故障:


扎刀。车刀安装过高,或者过低,刀具零件固定不牢固。刀具磨损过大。 车刀刀尖位置比中心高0.1-0.2 是适合的。


乱牙。螺距和转速不匹配,或者车螺纹的起刀点不同。

螺距不正确。 螺纹全长,局部不正确,螺距不均匀.

中径不正确。粗糙度不好。

下面附上一些表格和例子(编者注:作者所附实例请打开下方“阅读原文”查看)。




本文为中国机械社区原创。

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