1、第七章 手工切削螺紋螺紋零件，在機器制造中是必不可少的。它可用作聯(lián)接、緊固和調(diào)整各種零部件，并可用來傳遞動力或改變運動形式等。人們?nèi)粘?yīng)用的如自行車、鐘表，還有各種機械設(shè)備，都是靠螺紋零件裝配成的。因此，對于螺紋的基本原理，我們有必要加以了解，以便適應(yīng)生產(chǎn)需要，選用合適的螺紋。作為鉗工，還要懂得手工切削螺紋。下面介紹的便是螺紋的基本概念和手工切削螺紋的操作技術(shù)。第一節(jié) 螺紋基本概念1螺紋的基本原理：用一張剪成直角三角形ABC的紙（如圖71），以一直角邊AC挨著一假設(shè)直徑為a的圓柱底面邊緣繞圓柱旋轉(zhuǎn)，其斜邊AB在圓柱上就形成了一條螺旋曲線，旋轉(zhuǎn)一周后，相鄰兩點距離（即BC兩點距離），稱為螺線節(jié)距

2、（S），又叫導(dǎo)程，按照這個原理產(chǎn)生螺紋，如圖71b）螺紋自左向右升起為右旋螺紋，螺紋自右向左升起為左旋螺紋。螺紋有單頭和多頭，螺紋頭數(shù)多少都要在螺線節(jié)距（s）范圍之內(nèi)，這樣才能保證螺紋足夠強度。設(shè)螺紋頭數(shù)n、螺紋節(jié)距(螺距)t，那么，螺線節(jié)距（s）和螺紋節(jié)距（螺距）t的關(guān)系便是：s=nt從上式知道，多頭螺紋節(jié)距和螺旋線節(jié)距是不相等的。只有單頭螺紋，螺距和螺線節(jié)距相等。2螺紋種類：螺紋在應(yīng)用中可分為聯(lián)結(jié)螺紋和傳動螺紋兩大類。從螺紋配合要素（牙形、螺距、外徑）是否符合國家規(guī)定螺紋標(biāo)準(zhǔn)來看，又可分標(biāo)準(zhǔn)螺紋、特殊螺紋和非標(biāo)準(zhǔn)螺紋三種。標(biāo)準(zhǔn)螺紋牙形、螺距、外徑都符合國家頒布的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。特殊螺紋牙形符合標(biāo)

3、準(zhǔn)，螺距、外徑都不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。非標(biāo)準(zhǔn)螺紋牙形、螺距、外徑都不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。以螺紋的牙形來區(qū)分：有三角形螺紋、梯形螺紋、方形螺紋、半圓螺紋、鋸齒形螺紋等多種（如圖72）。3三角形螺紋應(yīng)用和代號：三角形螺紋多用于聯(lián)結(jié)上，是應(yīng)用得比較廣泛的一種螺紋。它可以分成下面三種。（1）普通螺紋：公制單位，以毫米（mm）為尺寸單位，分粗牙普通螺紋和細牙普通螺紋兩種，牙形角=60°，如圖73所示。粗牙普通螺紋代號以字母“M”及直徑（公稱直徑）來表示，尺寸單位不必標(biāo)明；細牙普通螺紋代號以字母“M”及直徑×螺距表示，尺寸單位不必標(biāo)明。如M10，即表示粗牙普通螺紋，公稱直徑10毫米，螺距1.5毫米

4、；M10×1.25即表示細牙螺紋，公稱直徑10毫米，螺距1.25毫米。普通螺紋公稱直徑與螺距系列?？蓞⒖幢?1（2）吋制螺紋：以英吋（”）為尺寸單位，現(xiàn)在機械制造中少采用，多配制于舊機器吋制螺紋零件，牙形如74所示。吋制螺紋代號以外徑（公稱直徑）及每吋牙數(shù)表示。如3/16”-18或5/16”×18，即表示吋制螺紋公稱直徑3/16”或5/16”每吋牙數(shù)18。如表72為粗牙吋制螺紋和每吋牙數(shù)系列表。（3）管子螺紋：管子螺紋用于管件聯(lián)接，它與其他螺紋不同的是螺距比較小，牙的深度也比較淺。公稱直徑是指管子孔徑，因此螺紋外徑比公稱直徑要大。管螺紋分圓柱管螺紋（代號G），圓錐管螺紋（代

5、號KG）牙形角=55°和吋制圓錐管螺紋（代號K又叫布錐管螺紋，）牙形角=60°三種。管螺紋有左旋和右旋之分，左旋的管螺紋在代號中標(biāo)注“左”，右旋一般不加標(biāo)注。如G3/8”，即表示圓柱管螺紋，公稱直徑3/8”右旋。G3/4”-2左，即表示圓柱管螺紋，公稱直徑為3/4”，2級精度，左旋。 KG2”左，即表示圓錐管螺紋（=55°），公稱直徑2”，左旋。 K3/4”左，即表示吋制圓錐管螺紋（=60°），公稱直徑3/4”，左旋。管螺紋具體尺寸可參看如表73、74第二節(jié) 螺紋切削工具要從金屬圓柱或鉆孔中切削出螺紋，就要使用切削螺紋刀具。鉗工通常使用的切削螺紋刀具有絲

6、錐（絲攻）和圓板牙（絲板）兩種。1絲錐：（1）絲錐的基本構(gòu)造：絲錐是加工內(nèi)螺紋用的工具，它的基本結(jié)構(gòu)形狀像一個螺釘，軸向開有幾條出屑槽，相應(yīng)地形成幾瓣刀刃。整個絲錐分成工作部分和扳柄部分。1）工作部分：由切削部分和修光部分組成。切削部分主要擔(dān)負起切螺紋的工作；修光部分有完整的齒形，用作修光螺紋和校定螺紋直徑。在工作部分，軸向一般開有34條切削刀刃和容屑槽，切削刃切削出來的斷屑可從容屑槽中排出。切削刃的幾何角度：前角（）和后角（）大小是根據(jù)加工材料來確定的。標(biāo)準(zhǔn)絲錐，前角（）一般取5°10°，適用于鋼或鑄鐵材料。后角（），一般手用絲錐取6°8°，機用絲錐取

7、10°12°。2）扳柄部分：呈圓柱形，末端是方頭（方榫），用以套上扳手，傳遞扭力，進行切削工作。機用絲錐柄部比手用絲錐柄部稍長，并開有一半圓環(huán)槽。（2）絲錐種類：常用的有手用絲錐，機用絲錐和管子絲錐三種。1）手用絲錐（如圖76）：運用手工操作切削內(nèi)螺紋用，一般由兩把或三把組成一套。兩把一套的分頭攻、二攻，分別擔(dān)任先后的切削螺紋工作。2）機用絲錐（如圖77）：機用絲錐可裝夾在車床尾座或經(jīng)過減速的鉆床上攻絲，為了防止絲錐在工作時松脫，柄部除有方頭外，還設(shè)計有半圓環(huán)槽。由于絲錐工作導(dǎo)向較好，故常用單把攻絲。但在加工材料較硬、較韌和直徑較大的螺紋時，應(yīng)采用兩把一套的機用絲錐。3）管

8、子絲錐（如圖78）?？摄q切管路附件和一般機件上內(nèi)管螺紋，分圓柱管螺紋（=55°）、圓錐管螺紋（=55°）和布氏管螺紋（=60°）三種。一般圓柱管螺紋絲錐兩把一套，圓錐管螺紋絲錐單把。2圓板牙：是在圓柱形工件上鉸切外螺紋的一種刀具，有開縫和不開縫兩種，外圓表面開有頂絲窩，用于定緊在扳手上。板牙的基本結(jié)構(gòu)像一個螺母，開有幾個排屑孔。由于板牙螺紋廓形是內(nèi)螺紋表面，較難磨制（一般不磨），熱處理后產(chǎn)生的變形和表面脫碳等缺陷未能消除，因此，用板牙加工出來的外螺紋光潔度較低。圓板牙中心有螺紋，端面鉆頭37個出屑孔（視直徑大小而定），形成刀刃并磨出前角（），一般取前角（）15&#

9、176;20°。板牙兩端均做出切削錐，并經(jīng)鏟磨形成齒頂后角（）為7°9°。切削錐角2為40°60°，當(dāng)螺紋需要切到軸肩時，取2=90°。校準(zhǔn)部分起校準(zhǔn)的導(dǎo)向作用，為了減少螺距的積累誤差，其長度不宜過大，一般?。?4.5）s，圓板牙的構(gòu)造如圖710所示。圓板牙可以一次完成整個螺紋的攻絲工作。因此，單個成套。用來切削管子外螺紋的管子牙板，必須嵌在活絡(luò)板牙的板牙架上，圖711是管子板牙架，這種活絡(luò)板牙架可以裝三種板牙，即切削直徑1319毫米（），切削直徑2538毫米（）和切削直徑3350毫米（1）三種。第三節(jié) 切削螺紋的操作技術(shù)1攻絲前鉆孔

10、直徑、鉆孔深度和絲錐的確定：（1）鉆孔直徑的確定：攻絲前，鉆孔直徑的確定是切削螺紋的關(guān)鍵。鉆孔直徑的選擇是否適當(dāng)，對于攻絲操作的效率和螺紋使用壽命有密切的關(guān)系。鉆孔直徑過大了，就不能攻出螺紋或者螺紋深度不夠，從而削弱了螺紋的使用強度，或出廢品；鉆孔直徑過小，攻絲時，絲錐就會被卡住，造成切削困難，甚至發(fā)生絲錐折斷的危險。從圖712中，我們可以看到絲錐在孔內(nèi)切削時的工作情況：它一方面切下了切屑，另一方面也把材料擠壓上來，嵌到螺牙里去，從周圍向絲錐擠壓。如果攻絲前鉆孔直徑選擇得太小，就會把絲錐卡住。因此，在鉆孔時的鉆頭選擇要大于螺紋內(nèi)徑。鉆孔直徑可參考如表75、表76、表77。攻絲前，鉆孔直徑可按下

11、列公式選取。1）攻公制螺紋： 螺距：t<1時， 鉆頭直徑d2=d-t t>1時， 鉆頭直徑d2=d-(1.041.06)t式中：d為螺紋公稱直徑，t為螺距。例攻M10螺紋，求鉆頭直徑d2。解代入上式：d2=d-1.04t=10-1.568.4（毫米）。2）攻吋（英）制螺紋：式中：d2為鉆頭直徑，d為螺紋公稱直徑，n為每吋牙數(shù)。例攻3/8” 吋制螺紋，每吋牙數(shù)16，求攻絲前鉆頭直徑d2。解當(dāng)鑄鐵或青銅材料，代入上式： d2=25(d-)=25×(-)7.8（毫米）當(dāng)鋼或黃銅材料時，代入上式： d2=25(d-)+0.1=25×(-)+0.17.9（毫米）（2）鉆孔

12、深度的確定：在攻制不通孔的螺紋時，由于絲攻起切削刃部分不能達到螺紋尺寸要求，但這個部分占了一定的高度，因此要達到圖紙要求攻牙的深度，就必須再加上其起削刃部分高度，這個高度大約是螺紋外徑的0.7倍。即：h1=h+0.7d式中：h1為鉆孔深度，h為螺紋需要深度，d為螺紋公稱直徑。例螺紋外徑d=10毫米，螺紋需要深度h=20毫米，求鉆孔深度h1。解代入上式：h1=h+0.7d=20+0.7×10=27（毫米）（3）絲錐的確定：1）嚴(yán)格按圖紙選用合適大小、長度、柄部磨制、手用或機用的絲錐，以免絲錐折斷（攻絲時絲錐斷在工件內(nèi)，盡可能取出來）或完成不了攻絲。2）絲錐柄部寫有螺紋公稱直徑d，但小的

13、絲錐（如M2）它的螺紋外徑（公稱直徑）是做成等于或略小于柄部直徑的。假如要攻的螺紋深度比絲錐工作部分長或要攻至通孔，絲錐在工作部分都進入工件以后，便因為柄部大小與工作部分大小一樣、并沒有切削刃不能繼續(xù)攻絲。若使用該絲錐繼續(xù)強行攻絲，絲錐便斷在工件里。此時便要選用柄部經(jīng)過砂輪磨制，其柄直徑小于螺紋內(nèi)徑d1的特殊小絲錐，以完成深螺紋或通孔螺紋的攻制，使螺紋合格、可用。3）在使用大的絲錐（如M10）攻通孔的螺紋，必須先用頭攻（頭錐）先切削試攻。因為絲錐工作部分（螺紋的外徑與內(nèi)徑）比柄部粗，應(yīng)該把整條絲錐正轉(zhuǎn)，從攻絲的孔另一端旋出，使整個通孔的螺紋牙形合格、可用。2板牙前圓桿直徑的確定：板牙圓柱直徑也

14、是根據(jù)材料性質(zhì)決定的，由于板牙時也有擠壓，因此圓桿直徑亦應(yīng)小于螺紋外徑。其具體數(shù)據(jù)，可參考表78。3切削螺紋的操作方法：（1）攻絲操作方法：1）根據(jù)螺紋的要求，通過計算或查表確定鉆孔直徑和深度，然后鉆孔。2）固定被切削螺紋的零件，選擇合適扳手，先用頭攻攻絲，導(dǎo)出螺紋。絲錐初進孔時，兩手用力要輕而均勻，以適當(dāng)壓力和扭力把絲錐切入孔中，這時，要從四個方向用角尺校正絲錐與工件表面的垂直度（也可以用螺母旋入絲錐，絲錐進孔后，便可檢查螺母平面各個方向與工件表面距離是否一致，以判別螺紋垂直度）。當(dāng)絲錐正確導(dǎo)入了孔內(nèi)進行切削時，就不必再使用壓力，只施旋轉(zhuǎn)扭力就行了（如圖713）。3）在右旋螺紋的攻絲過程中，

15、旋扭的方向不時正轉(zhuǎn)（順時針方向）和倒轉(zhuǎn)（逆時針方向），一般每正轉(zhuǎn)1/21圈就倒轉(zhuǎn)1/41/2圈，以使切屑切斷并從出屑槽中排出。4）要經(jīng)常旋出絲錐進行孔內(nèi)清屑，絲錐頂?shù)讜r不能過于用力旋扭，以防止絲錐在過大的扭力下折斷。5）使用頭攻切削完后，繼續(xù)用二攻，三攻。在加工較硬的金屬材料或銅時，特別要注意使用絲錐次序，且要施用潤滑冷卻液。當(dāng)出現(xiàn)旋扭回應(yīng)力（即不能再前進，感覺扳手有彈性）時就要停止用力，退出并換另一絲錐，以防絲錐折斷。6）當(dāng)工作孔周圍不能容納一般扳手攻絲時，可采用丁字扳手。丁字扳手套桿較長，操作時要特別小心，要保持扭距平行，并要經(jīng)常倒后轉(zhuǎn)動，以消除切屑阻塞現(xiàn)象。（2）板牙操作方法：1）根據(jù)螺

16、紋大小選擇圓桿直徑，并在要鉸牙一端倒斜角，以便套扣。2）圓桿要夾持牢固，圓板牙套上圓桿后，應(yīng)垂直于圓桿中心，兩手均勻地施以一定的壓力，進行旋扭。3）圓板牙在圓桿切削出幾個螺紋后，已導(dǎo)出了正確方向，就不再需要施以壓力，只要扭力，同時注意經(jīng)常進行倒轉(zhuǎn)（逆時針方向），用以斷屑，并施加潤滑冷卻液。（3）機械攻絲：切削螺紋時，刀具的運動不是靠手來操作，而是借助機械來完成，機械切螺紋是用絲錐在專用攻絲機或減速的鉆床、手電鉆、風(fēng)鉆進行。用機械攻絲時，注意絲錐與孔軸線不能傾斜。為了防止絲錐折斷，還要裝上絲錐保險夾頭（如圖715）。絲錐保險夾頭是利用摩擦力原理，在里面裝上幾塊內(nèi)外摩擦片（內(nèi)摩擦片與夾頭插尾用滑鍵

17、相聯(lián)，外摩擦片與外殼相連，絲錐套在外殼上），當(dāng)絲錐在切削時遇到較大切削阻力時，內(nèi)外摩擦片產(chǎn)生自滑，絲錐就不能轉(zhuǎn)動了。（4）冷卻液的選擇：用絲錐和圓板牙進行切削螺紋時，經(jīng)常注入冷卻潤滑液，既可以減少切削螺紋過程中的阻力，又可提高螺紋的光潔度和延長絲錐、圓板牙的使用壽命。冷卻潤滑液的選擇主要根據(jù)加工材料的性質(zhì)而定，加工鋼料一般采用肥皂水，加工銅料、鋁料一般也用肥皂水或者煤油冷卻。（5）取出斷桿絲錐的方法：用絲錐切螺紋的時候，由于不小心、扭力不均勻、強行正轉(zhuǎn)，把絲錐折斷在孔內(nèi)，尤其是M10以下的小直徑的絲錐，是比較容易折斷的。如果不把折斷在孔內(nèi)的絲錐取出，就會影響機械裝配工作，甚至使工件變成廢品。因此，我們應(yīng)該盡量設(shè)法取出絲錐。以下介紹幾種取出斷絲錐的方法。1）找一跟與斷絲錐直徑大小相當(dāng)?shù)匿摴?，在管口上銼出若干個叉（視絲錐出屑槽數(shù)量而定），經(jīng)淬硬后把鋼管插入孔內(nèi)，使叉尖插到斷絲錐出屑孔內(nèi)，然后轉(zhuǎn)動鋼管，擰出斷絲錐。2）在切通孔螺紋時折斷絲錐，可用兩根細鋼條（鋼條的直徑根據(jù)斷絲錐出屑槽的大小