螺纹加工对构件的装配质量效果的影响及解决方法

螺纹加工是指用成形刀具或磨具在工件上加工螺纹的方法，主要有车削、铣削、攻丝、套丝、磨削、研磨和旋风切削等。攻丝是钳工金属切削中的重要内容之一，包括划线、钻孔、攻丝等环节。攻丝一般只能加工三角形螺纹，属连接螺纹，用于两件或多件结构件的连接。螺纹的加工质量直接影响到构件的装配质量效果。

1.划线

划线前，首先要看懂图纸和工艺要求，明确工作任务。然后，清理划线表面，涂上酒精溶液，选择好划线基准。选择划线基准时，尽可能使划线基准和设计基准重合，采用划线盘对毛坯进行划线，已加工好的表面则采用高度游标尺进行划线。划圆线时，先划出十字中心线再划圆线，大直径的圆可划多个圆线，用于在钻孔时作参考线。线条要求清晰均匀，划完线后要仔细检查划线的准确性及是否有漏划线条，确认无误后再打上样冲。

样冲应打在线条的中点，不可偏离线条，样冲在曲线上的冲点间距要小一些。直线上的冲点间距可大一些，但短线至少有3 个冲点，在线条的交叉转折处必须有冲点。冲点的深浅要掌握适当，薄壁上或光滑表面上的冲点要浅些，粗糙表面或厚壁上的中心孔位置则要深些。

2.钻孔

钻孔是指用钻头在实体材料上加工出孔的操作。

1）螺纹底孔直径的确定

攻丝前要先钻孔，由于在攻丝过程中，丝锥牙齿对材料既有切削作用还有一定的挤压作用，因此一般钻孔直径D 略大于螺纹的内径，可查表或根据下列经验公式计算。

（1）在加工刚件和塑性较大的材料及扩张量中等的条件下，

（2）在加工铸铁和塑性较小的材料及扩张量较小的条件下，

式中：d 为螺纹外径（mm）；P 为螺距（mm）。

若孔为盲孔（不通孔），由于丝锥不能攻到底，所以钻孔深度要大于螺纹长度，其大小等于要求的螺纹长度加上螺纹外径之和。

2）钻孔设备及工具

各种零件的孔加工，除去一部分由车、镗、铣等机床完成外，很大一部分是由钳工利用钻床和钻孔工具（钻头、扩孔钻、铰刀等）完成的。在钻床上钻孔时，一般情况下，钻头应同时完成两个运动：主运动，即钻头绕轴线的旋转运动（切削运动）；辅助运动，即钻头沿着轴线方向对着工件的直线运动（进给运动）。钻孔时，主要由于钻头结构上存在缺点，影响加工质量，加工精度一般在IT10 级以下，表面粗糙度Ra 为12.5 μm 左右，属粗加工。

常用的钻床设备有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床三种，手电钻也是常用的钻孔工具。

台式钻床简称台钻，是一种在工作台上作用的小型钻床。台钻小巧灵活，使用方便，结构简单，主要用于加工小型工件上的各种小孔。它在仪表制造、钳工和装配中用得较多。

立式台钻简称立钻，见图6-1。这类钻床的规格用最大钻孔直径表示。与台钻相比，立钻刚性好、功率大，因而允许钻削较大的孔，生产率较高，加工精度也较高。立钻适用于单件、小批量生产中加工中、小型零件。

图6-1　立式钻床示意图

摇臂钻床有一个能绕立柱旋转的摇臂、摇臂带着主轴箱可沿立柱垂直移动，同时主轴箱还能在摇臂上做横向移动。因此操作时能很方便地调整刀具的位置，以对准被加工孔的中心，而不需移动工件来进行加工。摇臂钻床适用于一些笨重的大工件以及多孔工件的加工。

手电钻是一种携带方便的小型钻孔用工具，由小电动机、控制开关、钻夹头和钻头几部分组成。

3）钻孔方法

在准确划线、打样冲眼后，采用钻床设备进行钻孔通常包括以下几个步骤。

（1）工件及钻头的装夹。

擦拭干净机床台面、夹具表面、工件基准面，将工件夹紧，要求装夹平整、牢靠，便于观察和测量。应注意工件的装夹方式，以防工件因装夹而变形。

根据实际情况选择合适的钻头，由于中心钻既能很好定位又能保证足够的刚度和强度，所以在钻底孔以选用中心钻为宜。(www.xing528.com)

（2）试钻。

钻孔前必须先试钻，使钻头横刃对准孔中心样冲眼钻出一浅坑，然后目测该浅坑位置是否正确，并要不断纠偏，使浅坑与检验圆同轴。如果偏离较小，可在起钻的同时用力将工件向偏离的反方向推移，达到逐步校正。如果偏离过多，可以在偏离的反方向打几个样冲眼或用錾子錾出几条槽，这样做的目的是减少该部位切削阻力，从而在切削过程中使钻头产生偏离，调整钻头中心和孔中心的位置。试钻切去錾出的槽，再加深浅坑，直至浅坑和检验方格或检验圆重合，达到修正的目的后再将孔钻出。

注意：无论采用什么方法修正偏离，都必须在锥坑外圆小于钻头直径之前完成。如果不能完成，在条件允许的情况下，还可以在背面重新划线重复上述操作。

（3）钻孔。

钳工钻孔一般以手动进给操作为主，当试钻达到钻孔位置精度要求后，即可进行钻孔。手动进给时，进给力量不应使钻头产生弯曲现象，以免孔轴线歪斜。钻小直径孔或深孔时，要经常退钻排屑，以免切屑阻塞而扭断钻头，一般在钻孔深度为直径的3 倍时，一定要退钻排屑。此后，每钻进一些就应退屑，并注意冷却润滑，钻孔的表面粗糙度值要求很小时，还可以选用3%～5%乳化液、7%的硫化乳化液等起润滑作用的冷却润滑液。

钻孔将钻透时，手动进给用力必须减小，以防进给量突然过大、增大切削抗力，造成钻头折断，或使工件随着钻头转动造成事故。

3.攻丝

攻丝，指的是用一定的扭矩将丝锥旋入要钻的底孔中加工出内螺纹。在实际生产中，攻丝常用方法分为手工攻丝和机工攻丝两种，两种方法各有利弊。手动攻丝精度高，质量有保证，但针对的是单件、小批量的加工，且效率低，成本高，加工过程中易断丝锥。而机工攻丝适合批量生产，但易出现螺纹精度不高，不易加工长螺纹，且机攻易出现批量报废等问题。

目前，在机械加工中，手工攻丝仍占有一定的地位。在实际生产中，有些螺纹孔由于所在的位置或零件形状的限制，不适用于机工攻丝。对于小孔螺纹，由于螺纹孔直径较小，丝锥强度较低，用机工攻丝容易折断丝锥，一般也常采用手工攻丝。但是，手工攻丝的质量受人为因素的影响较大，因此只有采取正确的攻丝方法，才能保证手工攻丝的加工质量。

手工攻丝通常是利用手用丝锥和绞杠来完成的，如图6-2 所示。手用丝锥一般有两根或者三根，分别叫头攻、二攻和三攻，通常只有两根。手用丝锥材料一般是合金工具钢或碳素工具钢，而且尾部有方榫。头攻的切削部分磨倒6 个刃，二攻的切削部分磨倒两个刃。使用的时候一般通过专用扳手进行切削。

图6-2　手工攻丝工具组合

在开始攻丝时，要把丝锥放正，然后一手扶正丝锥，另一手轻轻转动铰杠。当丝锥旋转1～2 圈后，从正面或侧面观察丝锥是否与工件基面垂直，必要时可用直角尺进行校正（图6-3）。一般在攻进3～4 圈螺纹后，丝锥的方向就基本确定。如果开始攻丝不正，可将丝锥旋出，用二锥加以纠正，然后再用头锥攻丝，当丝锥的切削部分全部进入工件时，就不再需要施加轴向力，靠螺纹自然旋进即可。

图6-3　确定垂直示意图

攻丝时，一般以每次旋进1/2～1 转为宜。但是，特殊情况下，应具体问题具体分析。例如：M5 以下的丝锥一次旋进不得大于1/2 转；手攻细牙螺纹或精度要求较高的螺纹时，每次进给量还要适当减少；攻削铸铁比攻削钢材的速度可以适当快一些，每次旋进后，再倒转约为旋进的1/2 行程；攻削较深螺纹时，为便于断屑和排屑，减少切削刃粘屑现象，保证锋利的刃口，应同时使切削液顺利地进入切削部位，起到冷却润滑作用。回转行程还要大一些，并需要往复拧转几次，另外，攻削盲孔螺纹时，要经常把丝锥退出，将切屑清除，以保证螺纹孔有效长度。

攻削盲孔螺纹时，当末锥攻完，用铰杠倒旋丝锥松动以后，用手将丝锥旋出，因为攻完的螺纹孔和丝锥的配合较松，而铰杠重，若用铰杠旋出丝锥，容易产生摇摆和振动，从而破坏螺纹的表面粗糙度。攻削通孔螺纹时，丝锥的校准部分尽量不要全部出头，以免扩大或损坏最后几扣螺纹。

攻丝时常见废品的产生原因如表6-5 所示。

表6-5　攻丝时常见废品的产生原因

此外，在攻丝过程中，也可能出现丝锥损坏的情况。一般情况下，可能原因有以下几个方面：工件材料中夹有硬物等杂质；断屑排屑不良，产生切屑堵塞现象；丝锥位置不正，单边受力太大或强行纠正；两手用力不均丝锥崩牙或折断；丝锥磨钝，切削阻力太大；底孔直径太小；攻不通孔螺纹时丝锥已到底仍继续扳转；攻丝时用力过猛。

在取出断丝锥前，应先把孔中的切屑和丝锥碎屑清除干净，以防轧在螺纹与丝锥之间而阻碍丝锥的退出。

①用狭錾或冲头抵在断丝锥的容屑槽中顺着退出的切线方向轻轻敲击，必要时再顺着旋进方向轻轻敲击，使丝锥在多次正反方向的敲击下产生松动，则退出就容易了。这种方法仅适用于断丝锥尚露出于孔口或接近孔口时。

② 在带方榫的断丝锥上拧上两个螺母，用钢丝（根数与丝锥容屑槽数相同）插入断丝锥和螺母的空槽中，然后用铰杠按退出方向扳动方榫，把断丝锥取出。

③在断丝锥上焊上一个六角螺钉，然后用扳手扳动六角螺钉头而使断丝锥退出。

④ 用乙炔火焰或喷灯对断丝锥加热使它退火，然后用钻头钻一不通孔。此时钻头直径应比底孔直径略小，钻孔时也要对准中心，防止将螺纹钻坏。孔钻好后打入一个扁形或方形冲头，再用扳手旋出断丝锥。

⑤ 用电火花加工设备将断丝锥熔掉。