螺纹是用来连接机械零件的最常见方法,也是很多机械零件必不可少的组成结构。内螺纹加工难度较大,而且通常还都处在整个零件的末道工序,一旦有差错,整个零件就会报废,前面的工序也都白白加工了,是对原材料和劳动力的极大浪费。要保证加工效果,了解各种加工方式的优劣就成为了一个非常关键的问题。
常见的内螺纹加工方式包括攻牙、车削、挤压成型和螺纹铣削等。下面让我们简单了解一下各种工艺方法的优缺点以及使用限制。
攻牙加工
攻牙是一种应用广泛的内螺纹加工方法,它借助丝锥特殊的几何形状得到需要的螺纹轮廓,因此加工相对简单,且并不需要专用机床,而只需要在普通的机床或者是加工中心上就可以操作。
加工时,丝锥先是正传进入工件并进行切削,达到加工深度以后,再反转离开工件。这样就可以在很狭窄的空间内完成加工且排出切屑。丝锥的选择要依据不同的加工材质和加工条件。在小直径及大批量生产中多采用丝锥攻丝。
车削加工
内螺纹加工中,常采用转位刀片对工件进行车削,以得到想要加工的螺纹轮廓。这种工艺常用于三角螺纹加工中,因为其螺纹的轴向截面形状与车大切削刃部分的形状非常的吻合。加工中,工件每旋转一周,车刀须纵向移动一个螺距的距离,如果为多头车刀,则移动螺距距离与头数的乘积,这样才能加工出正确的螺纹。
车削三角螺纹常用的方法包括直进法、斜进法和左右进刀法三种。
直进法是在经过试切检查工件、螺距符合要求以后,采用径向垂直于工件轴线的方向进刀,重复多次,直至螺纹车好的加工方法。这种方法最大的优点是牙形比较准确,但车刀两刃同时切削会引起排屑不畅、切削力大,车刀容易受损,切屑也容易划伤螺纹表面。
斜进法是当使车刀沿螺纹牙形一侧,在径向进刀的同时作轴向进给,经过多次走刀完成螺纹加工,再采用直进法吃刀的加工方法。这种方法通常是在工件螺距大于3毫米时使用的。最后的直进法吃刀可以有效保证螺纹的牙形角精度。
左右进刀法是用横拖板刻度控制螺纹车刀的垂直进刀,再用小拖板刻度控制车刀左右微量进刀的加工方法。需要注意的是,当螺纹接近加工完成时,要使用螺母或螺纹量规来检查螺纹尺寸和加工精度是否合格。这种方法只在普通车床使用,操作简便,应用广泛。一般用来加工直径较大的孔。
挤压成型加工
挤压成型加工与攻丝加工类似,先挤压丝锥将其旋入预钻孔,然后在轴向和径向中挤出材料,从而形成特有的齿型内螺纹轮廓。这是一种无屑加工方法,不存在排屑问题和切屑划伤工件问题,但是对材料的塑形变形能力要求很高,适用的材料范围比较小,在铝合金加工中应用最多。
螺纹铣削加工
螺纹铣削是先将铣刀下降到螺孔底部,然后采用螺纹插补的方法靠近工件,每旋转一周,则沿螺孔轴向上升一个螺距的加工方法。这个方法的优点是加工时扭矩较小,工艺过程的安全性比较容易得到保证;另外,它还具有很好的适用性,只要螺距相同,就可以用一把刀具可对不同材料,加工出各种螺纹直径或者公差范围的内螺纹。
但这种加工方法缺点也比较明显,要求必须使用三坐标的数控机床,加工效率较低而成本相对较高,主要在加工小批量大直径螺纹孔中使用。