攻螺纹和镗孔的加工工艺知识详解

有关攻螺纹和镗孔的知识，前文有所描述，此处进行回顾和补充。

1.攻螺纹的加工工艺

1）普通螺纹简介

普通螺纹是我国应用最为广泛的一种三角形螺纹，牙型角为60°。普通螺纹的代号用字母“M”和公称直径×螺距表示，如M24×1.5、M27×2等。

普通螺纹有左旋螺纹和右旋螺纹之分，左旋螺纹应在螺纹标记的末尾处加注字母“LH”，如M20×1.5LH等，未注明的是右旋螺纹。

2）螺纹底孔直径的确定

攻螺纹时，丝锥在切削金属的同时，伴随着较强的挤压作用。因此，金属产生塑性变形，形成凸起并挤向牙尖，使攻出的螺纹的小径小于底孔直径。螺纹底孔直径应稍大于螺纹小径，否则攻螺纹时因挤压作用，螺纹牙顶与丝锥牙底之间没有足够的容屑空间，容易将丝锥箍住，甚至折断丝锥。这种现象在攻塑性较大的材料时更为严重。但螺纹底孔直径不宜过大，否则会使螺纹牙型高度不够，降低螺纹的强度。

螺纹底孔直径的大小可根据螺纹的螺距查阅手册或按下面经验公式确定。

加工钢件等塑性材料时：

D底≈D-P

加工铸铁等脆性材料时：

D底≈D-1.05P

式中：D底——螺纹底孔直径，mm；

D——螺纹公称直径，mm；

P——螺距，mm。

对于细牙螺纹，螺距已在螺纹代号中做了标记。而对于粗牙螺纹，每一种尺寸规格的螺距也是固定的，如M8的螺距为1.25 mm、M10的螺距为1.5 mm、M12的螺距为1.75 mm等，具体可查阅有关螺纹尺寸参数表。

3）盲孔螺纹底孔深度的确定

攻盲孔螺纹时，由于丝锥的切削部分有锥角，端部不能切出完整的牙型，所以钻孔深度要大于螺纹的有效深度，如图4-81所示，一般取

图4-81　盲孔螺纹底孔深度

H钻=h有效+0.7D

式中：H钻——盲孔螺纹底孔深度，mm；

h有效——盲孔螺纹有效深度，mm；

D——盲孔螺纹公称直径，mm；

4）螺纹轴向起点和轴向终点尺寸的确定

在数控机床上攻螺纹时，沿螺距方向的Z向进给应和机床主轴的旋转保持严格的速比关系，但实际开始攻螺纹时，伺服系统不可避免地有一个加速的过程；而在攻螺纹结束前，伺服系统有一个减速的过程。在这两段时间内，螺距得不到有效的保证。为了避免这种情况的出现，在安排攻螺纹工艺时要尽可能考虑留出图4-82所示的导入（引入）距离d1和导出距离d2（即超越量）。

图4-82　攻螺纹轴向起点与轴向终点

d1和d2的数值不仅与机床拖动系统的动态特性有关，还与螺纹的螺距和精度有关。一般d1取（2～3）P，大螺距和高精度的螺纹取较大值；d2一般取（1～2）P。此外，在加工通孔螺纹时，导出量还要考虑丝锥前端切削锥角部位的长度。

5）攻螺纹刀具与刀柄

（1）丝锥。

丝锥是攻螺纹并能直接获得螺纹尺寸的刀具，一般由合金工具钢或高速钢制成。丝锥如图4-83所示：前端切削部分制成圆锥，有锋利的切削刃；中间为导向和校正部分，起修光和引导丝锥轴向运动的作用；柄部有方头，用于连接。

图4-83　丝锥（机用）

（2）攻螺纹刀柄。

刚性攻螺纹时通常使用浮动攻螺纹刀柄（见图4-84）。这种攻螺纹刀柄以棘轮机构带动丝锥，当攻螺纹的扭矩超过棘轮机构的扭矩时，丝锥在棘轮机构中打滑，从而防止丝锥折断。(www.xing528.com)

图4-84　浮动攻螺纹刀柄

2.镗孔加工的关键技术

镗孔加工的关键在于解决镗刀杆的刚性问题和排屑问题。

1）刚性问题的解决方案

（1）选择截面积大的镗刀杆。

因此，为了增加镗刀杆的刚性，应根据所加工孔的直径，尽可能选择截面积大的镗刀杆。

通常情况下，孔径在30～120 mm范围内，镗刀杆直径一般为孔径的10%～80%。孔径小于30 mm时，镗刀杆直径取孔径的80%～90%。

（2）镗刀杆的长度尽可能短。

镗刀杆伸得太长，会降低镗刀杆的刚性，容易引起振动。因此，为了增加镗刀杆的刚性，选择镗刀杆的长度时，只需使镗刀杆的伸出长度略大于孔深即可。

（3）选择合适的切削角度。

为了避免切削过程中由于受径向力作用而产生振动，镗刀的主偏角一般选得较大。镗铸铁孔或精镗时一般取κr=90°，粗镗钢件孔时取κr=60°～90°，以提高镗刀的寿命。

2）排屑问题的解决方案

排屑问题主要通过控制切屑流出方向来解决。精镗孔时，要求切屑流向待加工表面（即前排屑），此时，选择正刃倾角的镗刀。加工盲孔时，通常向镗刀杆方向排屑，此时，选择负刃倾角的镗刀。

3.镗孔刀具

镗孔所用刀具为镗刀。镗刀种类很多，按加工精度可分为粗镗刀和精镗刀，按切削刃数量可分为单刃镗刀和双刃镗刀。

1）粗镗刀

粗镗刀结构简单，用螺钉将镗刀刀头装夹在镗刀杆上。镗刀杆顶部和侧部有两只锁紧螺钉，分别起调整尺寸和锁紧作用。根据粗镗刀刀头在镗刀杆上的安装形式，粗镗刀又分成倾斜型粗镗刀和直角型粗镗刀。镗孔时，所镗孔径的大小要通过调整刀头的悬伸长度来保证。粗镗刀由于调整刀头的悬伸长度较麻烦且效率低，大多用于单件小批量生产。倾斜型单刃粗镗刀如图4-85所示。

图4-85　倾斜型单刃粗镗刀

2）精镗刀

精镗刀目前较多地选用精镗可调镗刀（见图4-86）和精镗微调镗刀（见图4-87）。粗镗刀的径向尺寸可以在一定范围内进行微调，调节方便，且精度高。调整尺寸的做法是：先松开锁紧螺钉，然后转动带刻度盘的调整螺母，等调至所需尺寸，拧紧锁紧螺钉。

图4-86　精镗可调镗刀

图4-87　精镗微调镗刀

3）双刃镗刀

双刃镗刀（见图4-88）有一对对称的切削刃同时参与切削。与单刃镗刀相比，双刃镗刀每转进给量可提高1倍左右，生产效率高。同时，双刃镗刀可以消除切削力对镗刀杆的影响。

图4-88　双刃镗刀

镗刀刀头有粗镗刀刀头（见图4-89）和精镗刀刀头（见图4-90）之分，粗镗刀刀头与普通焊接式车刀类似；精镗刀刀头上带刻度盘，每转一格表示刀头调整0.01 mm（半径值）。

图4-89　粗镗刀刀头

图4-90　精镗刀刀头