攻螺纹丝锥和加工，一次把问题都搞定

攻螺纹是用丝锥在工件的孔内部切削出内螺纹。

（1）决定丝锥性能的因素包括：工件材料、切削速度、切削刃材料、刀柄、丝锥形式、孔的尺寸、攻螺纹刀柄、切削液、孔深。

（2）螺距：螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

（3）导程：同一螺旋线上相邻两牙对应点的轴向距离。用代号S表示。

（4）螺纹的公称直径：除管螺纹以通管的内径（英寸单位）为公称直径外，其他螺纹的公称直径，均以螺纹的大径为公称直径（公制单位）。

（5）螺纹中径：中径最为重要，因为它控制所有螺纹组装的配合与强度。中径在节线上，这一位置的齿宽与相邻齿槽宽度一致。

英制螺纹：英制螺纹是螺纹尺寸用英制标注，是美国、英国与加拿大根据统一的体系开发的。

公制螺纹 ：根据ISO（国际标准化组织）系统开发的，是全球公制螺纹的标准。

（1）完美应用

攻螺纹过程需要考虑的因素有：工件设计、丝锥设计、应用。其目标是降低切削力，同时丝锥强度达到最大。

（2）平衡各种选项： 必须兼顾应用的方方面面

（3）丝锥设计要点：对于形成长屑的较软的粘性材料；丝锥结构简单；前角和钩形角度较大；后角和避空较大；自由切削；易于崩刃；丝锥整体较脆弱；容屑空间大。

对于硬性材料；丝锥具有重载结构；前角和钩形角度小；铲背和后角小；切削压力较高；刃口设计粗壮，减少崩刃；横截面大；容屑空间有限。

（4）丝锥设计需考虑的因素：丝锥槽型、刀具材料、表面强化处理。这些设计特点必须保持平衡，才能提供适当的切削，切屑控制，润滑和扭转强度。

必须在切削中途停止并反转出孔，而切削依然留在沟槽中。这就给金属加工中的攻螺纹和丝锥的设计带来一个最大的挑战。

（1）丝锥切削面的类型

①正确选用丝锥正向钩形丝锥

②正确选用丝锥小的或负向钩形角丝锥

（2）丝锥切削锥

每增加一个切削锥齿，丝锥使用寿命都会按指数延长。测试表明每加半个切削齿螺纹， 刀具使用寿命就会加倍。与其他刀具不同， 丝锥切屑荷载只能随着排屑槽数量和切削锥长度改变而改变。

（3）倒锥：与其他所有的刀具类似，丝锥也略有倒锥。

（4）螺纹铲背

螺纹铲背的优点有：切削轻快，热量积聚少；丝锥上缠绕，粘结的材料少（粘屑，积屑瘤少）；可采用较高的攻螺纹速度；补偿工件材料的塑性变形。

螺纹铲背的缺点有：切削刃变脆，易于崩刃；主轴和装夹（包括浮动刀柄）刚性不足是会使螺纹变差；在反转时非常细小的切屑可能会嵌入使切削刃崩刃。

（5）丝锥公差

每个丝锥都有专用的中径尺寸。

标有 H 或 D 公差的丝锥 ( 主要是美国的丝锥 )

■H/D  公差表示丝锥的螺纹尺寸。

■字母表明丝锥的尺寸大于或高于基本中径 (“H”=英制 , “D” =公制 )， 还是低于基本中径 (“L”=英制 , “DU”= 公制 )。

■实际丝锥尺寸数字与基本中径有关，如：H2，D3，L1，或 DU2每个丝锥都有专用的中径尺寸。

丝锥往往标有螺纹等级

■通用 HP 丝锥系列。

■标明丝锥是符合部件配合等级的正确尺寸。

■3B级丝锥适用于 2B 级部件。

■标有 “ X” 的丝锥等级表明其公差较大，用于精密丝锥，电镀或热处理部件，或用于接近（弹性记忆）的材料 。

电镀的攻螺纹

■对于内螺纹，您必须选择较大公差等级的丝锥。

■较大的中径会使螺纹尺寸稍微大一些。

■电镀以后的增大量又会使螺纹尺寸回到规定值。

（1）孔的类型和切屑处理

（2）挤出切削，螺旋排屑槽丝锥

■最适合用于盲孔和深孔加工。

■推荐用于产生粘连切屑的材料。

■非常适合用于断续切削。

螺旋排屑槽丝锥的锥芯很薄，是丝锥设计中最脆弱的部分。因此，速度要比直排屑槽丝锥低30%~40%，以免断裂。

（3）拉出切削

（4）直排屑槽丝锥

强度最大的丝锥。

推荐用于易断屑的材料，如黄铜和铸铁或硬化钢。

通常需要冷却液或气体 冲洗排屑槽中的切屑。

可以具有多种切削锥形式。

– Taper (Form A)“A” – 初锥

– Plug (Forms B & D)“B/D” – 中锥

– (Form C) “C” – 半平底或修正平底

– (Form E) “E”– 平底

（5）挤压丝锥

其加工特点是无论在通孔还是盲孔中都不产生切屑。

（6）切削丝锥与挤压丝锥对比

（7）底孔尺寸对挤压螺纹的影响

（1）涂层的优点

①表面处理

改进HSS丝锥的外观

不会改变丝锥的尺寸

②丝锥寿命提高

耐磨性高

减少摩擦和功耗

减少崩刃和折断

表面硬度少许提高

③提高螺孔的表面质量和尺寸精度

切削刃保持锋利

具有润滑作用

降低负荷和擦伤

积屑瘤最少

（2）什么是积屑瘤？

工件材料熔焊或咬死在切屑刃上的积留物。

■开始切削时形成积屑瘤并在整个切削过程中扩展。

■积屑瘤严重时，切削压力导致它碎裂，碎片嵌入工件，使工件光洁度变差和尺寸超差。

■积屑瘤碎裂时，使刀具材料的颗粒分解，导致刀具损耗。

（3）传统的表面处理

（4）薄膜涂层

（1）确定螺纹百分比 

钻头钻孔尺寸确定了螺纹底径与螺纹高度的百分比，你使用的钻头直径越大，达到的螺纹高度比越小。

（2）底孔尺寸的选择

一般首选螺纹高度的65% 到70%。

83%高度的螺纹仅比65%高度的螺纹强度大2%，但是攻螺纹扭矩超过其两倍。

（3）常见问题

①产生削顶的原因

■手动攻螺纹

– 手动进给不协调，进给太快或太慢

■机床攻螺纹

– 非同步攻螺纹循环编程不当

■丝杠机床

– 丝杠磨损或丝杠调整螺母松动产生背隙

■凸轮进给机床

– 凸轮廓形不对或磨损

■采用气动或液压的机床

– 不可控，压力太高或太低

■齿轮进给机床

– 齿轮调整不当或磨损产生背隙

②解决削顶问题

对于最精密的螺纹，进给应与主轴转速同步。进给量和主轴旋转必须与螺纹螺距相匹配。

（4）CNC机床同步攻螺纹的优点

螺纹深度控制

孔到孔尺寸一致

消除削顶

必要时可以复攻

（5）刀柄的选择

■用于非同步攻螺纹

– 具有固定攻螺纹循环的采用钻进给的CNC机床

– 凸轮，齿轮，气动，或液压进给机构

■用于同步攻螺纹

– 遇到尺寸过大/尺寸过小螺纹时

（6）刀柄维护

适当的刀柄维护可以确保加工高质量螺纹，和丝锥的使用寿命。

■内部机构不应该有切屑和碎片

■经常润滑确保部件灵活移动，防止生锈

■经常测试刀柄，尤其是使用水溶性冷却液时

（1）螺纹过大

攻螺纹数控设置

在无刚性攻螺纹循环的数控机床攻螺纹时：

■编程进给量至丝锥倒程的95%~98%

■使用仅有伸长的刀柄或带压缩锁定的伸缩刀柄

在具有刚性攻螺纹循环的CNC机床上攻螺纹时：

■丝锥导程编程为进给量 100%

■使用整体刀柄或同步刀柄

如果削顶使螺纹量规的止端通过 :

■重新编程 ，遵照“非刚性”程序

■考虑使用快速更换接头。可以有最小“浮动”

（2）切屑缠绕 

更改丝锥形式

直槽；较小的螺旋角。

缩短切削锥；更改前角形状；增加槽数；改变速度；钩形较小的；如是刚性攻螺纹，增加啄钻循环；考虑挤压丝锥。

（3）润滑选择

对于攻螺纹而言，润滑的目的是减少摩擦。因此，一般地，攻螺纹使用的是润滑剂，而非冷却液；如果是冷却液，则要增加 EP  (超高压) 或HP  (高压) 添加剂。

丝锥有固定的大量进给量，由丝锥齿距控制，钻进给量可以调至控制荷载。

（4）冷却液应用

在选择丝锥之前，我们需要了解：

■孔的类型，通孔，盲孔还是深孔

■最小钻孔深度

■要求的最短螺纹深度

■是否考虑采用挤压丝锥

■攻螺纹的工件材料