螺纹是机械零件最常用的连接方法,而螺纹加工又往往处于整个加工过程的最后一道工序。螺纹加工如果失败,前面所有工序就全都白费了。因此在螺纹加工时,应该对工艺性有非常严格的要求。常见的螺纹加工方式有攻牙、车削、挤压成型、螺纹铣削。下面我们来看看这几种加工内螺纹方式各自的特点。
攻牙加工
在所有内螺纹加工方式中,攻牙是应用最为广泛的一种。它的优点是可以借助刀具的几何形状确定螺纹的成型,因此不需要使用专用机床,不论是在普通机床、生产线专机还是加工中心上都可以完成加工。
具体的攻牙过程是这样的:首先将丝锥先正转进行切削,待切削至螺纹底部时再进行反转,直至离开工件。这种加工方式要求在一个非常狭窄的空间内进行切削并将切屑排出。一般来说,加工条件和加工材质不同,所选择的丝锥种类也不相同。通常在小直径及大批量生产中多采用丝锥攻丝。
车削加工
采用转位刀片可以用车削的方式加工内螺纹,这种方法一般用来加工生活中常见的三角螺纹,因为这种螺纹轴向界面的几何形状恰好与车刀切削部分的几何形状相一致。
车削加工螺纹一般应用于直径较大的孔,而且工件能被牢固夹持在车床上进行旋转加工,它的基本原则是工件每旋转一周,车刀必须纵向移动一个导程。对于单头螺纹来说,一个导程长度等于一个螺距,这样才能加工出正确的螺纹。
车三角内螺纹有三种常用的方法,第一种是直进法车螺纹法。车螺纹时,经试切检查工件、螺距符合要求后,径向沿垂直于工件轴线的方向进刀,重复多次,直至螺纹车好。这种车削方法的优点是牙形较准确,但缺点是车刀两刃必须同时参与切削,这样会导致排屑不畅,受力较大,车刀容易发生磨损,切屑会划伤螺纹表面。
第二种方法是斜进法车螺纹法。当工件螺距尺寸大于3毫米时,一般采取这种加工方法。斜进法是将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,完成螺纹的加工。最后还要采用直进法吃刀,这样才能保证螺纹的牙形角的精度。
第三种是左右进刀法。这种方法是在普通车床上执行的,加工时,需要用横拖板刻度控制螺纹车刀的垂直进刀,同时用小拖板的刻度控制车刀左右的微量进刀。当螺纹接近加工完成时,要使用螺母或螺纹量规检查螺纹尺寸和加工精度是否正确。这种方法操作比较简便,所以应用较广。
挤压成型加工
挤压成型加工的过程与攻丝加工类似,将挤压丝锥旋入预钻孔,沿轴向和径向挤出材料,从而形成特有的齿型内螺纹轮廓。挤压加工属于无屑加工,这种方法适用于塑性变形比较好的材料,要求材料的断裂延伸率大于7%,而最大的抗拉强度小于每毫米1300牛顿,因此使用的范围并不大,一般在铝合金加工中应用最多。
螺纹铣削
螺纹铣削是先将铣刀下降到内螺纹孔底部,采用螺旋插补的方法靠近工件,沿螺纹孔旋转360度后在Z轴方向上升一个螺距,然后离开工件。
螺纹铣刀加工时扭矩较小,增加了工艺过程的安全性。另外,这种方法还具有广泛的适用性,可以对各种不同的材料进行螺纹加工,而且在螺距相同的情况下,使用一把刀具可以加工出各种螺纹直径或者公差范围的螺纹。
但是螺纹铣削也有缺点,它所用的机床必须是三座标数控机床,另外相对于丝锥而言,其加工效率较低,刀具成本也比较高,所以适用于小批量生产中大直径螺纹孔的加工。