技術(shù)中心2024-12-21
螺紋是機(jī)械工程中常見(jiàn)的幾何特征之一, 應(yīng)用廣泛。螺紋的加工工藝較多, 如基于塑性變形的滾絲與搓絲, 基于切削加工的車(chē)削、銑削、攻螺紋與套螺紋、螺紋磨削、螺紋研磨等。
一、螺紋種類(lèi)
按牙型可分為三角形、梯形、矩形、鋸齒形和圓弧螺紋；
按螺紋旋向可分為左旋和右旋；
按螺旋線條數(shù)可分為單線和多線；
按螺紋母體形狀分為圓柱和圓錐等。
按牙型可分為三角形、梯形、矩形、鋸齒形和圓弧螺紋；
按螺紋旋向可分為左旋和右旋；
按螺旋線條數(shù)可分為單線和多線；
按螺紋母體形狀分為圓柱和圓錐等。
二、螺紋的要素
螺紋包括五個(gè)要素：牙型、公稱(chēng)直徑、線數(shù)、螺距（或?qū)С蹋?、旋向?br/>
1. 牙型
在通過(guò)螺紋軸線的剖面區(qū)域上，螺紋的輪廓形狀稱(chēng)為牙型。有三角形、梯形、鋸齒形、圓弧和矩形等牙型。
螺紋的牙型比較：
螺紋包括五個(gè)要素：牙型、公稱(chēng)直徑、線數(shù)、螺距（或?qū)С蹋?、旋向?br/>
1. 牙型
在通過(guò)螺紋軸線的剖面區(qū)域上，螺紋的輪廓形狀稱(chēng)為牙型。有三角形、梯形、鋸齒形、圓弧和矩形等牙型。
螺紋的牙型比較：
2. 直徑
螺紋有大徑（d、D）、中徑（d2、D2）、小徑（d1、D1），在表示螺紋時(shí)采用的是公稱(chēng)直徑，公稱(chēng)直徑是代表螺紋尺寸的直徑。
普通螺紋的公稱(chēng)直徑就是大徑。
螺紋有大徑（d、D）、中徑（d2、D2）、小徑（d1、D1），在表示螺紋時(shí)采用的是公稱(chēng)直徑，公稱(chēng)直徑是代表螺紋尺寸的直徑。
普通螺紋的公稱(chēng)直徑就是大徑。
外螺紋（左） 內(nèi)螺紋（右）
3. 線數(shù)
沿一條螺旋線形成的螺紋稱(chēng)為單線螺紋，沿軸向等距分布的兩條或兩條以上的螺旋線形成的螺紋稱(chēng)為多線螺紋。
沿一條螺旋線形成的螺紋稱(chēng)為單線螺紋，沿軸向等距分布的兩條或兩條以上的螺旋線形成的螺紋稱(chēng)為多線螺紋。
單線螺紋（左） 雙線螺紋（右）
4. 螺距和導(dǎo)程
螺距（p）是相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。
導(dǎo)程（ph）是同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。
單線螺紋時(shí)，導(dǎo)程=螺距；多線螺紋時(shí)，導(dǎo)程=螺距×線數(shù)。
螺距（p）是相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。
導(dǎo)程（ph）是同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。
單線螺紋時(shí)，導(dǎo)程=螺距；多線螺紋時(shí)，導(dǎo)程=螺距×線數(shù)。
5. 旋向
順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)旋入的螺紋稱(chēng)為右旋螺紋；
逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)旋入的螺紋稱(chēng)為左旋螺紋。
順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)旋入的螺紋稱(chēng)為右旋螺紋；
逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)旋入的螺紋稱(chēng)為左旋螺紋。
三、螺紋加工
用螺紋加工工具加工各種內(nèi)、外螺紋的方法。
用螺紋加工工具加工各種內(nèi)、外螺紋的方法。
一般指用成形刀具或磨具在工件上加工螺紋的方法，主要有車(chē)削、銑削、攻絲套絲磨削、研磨和旋風(fēng)切削等。車(chē)削、銑削和磨削螺紋時(shí)，工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，機(jī)床的傳動(dòng)鏈保證車(chē)刀、銑刀或砂輪沿工件軸向準(zhǔn)確而均勻地移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程。在攻絲或套絲時(shí),刀具(絲錐或板牙）與工件作相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并由先形成的螺紋溝槽引導(dǎo)著刀具（或工件）作軸向移動(dòng)。
２螺紋車(chē)削
在車(chē)床上車(chē)削螺紋可采用成形車(chē)刀或螺紋梳刀（見(jiàn)螺紋加工工具）。用成形車(chē)刀車(chē)削螺紋，由于刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，是單件和小批生產(chǎn)螺紋工件的常用方法；用螺紋梳刀車(chē)削螺紋，生產(chǎn)效率高，但刀具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，只適于中、大批量生產(chǎn)中車(chē)削細(xì)牙的短螺紋工件。普通車(chē)床車(chē)削梯形螺紋的螺距精度一般只能達(dá)到8～9級(jí)（JB2886-81，下同）;在專(zhuān)門(mén)化的螺紋車(chē)床上加工螺紋，生產(chǎn)率或精度可顯著提高。
３螺紋銑削
３螺紋銑削
在螺紋銑床上用盤(pán)形銑刀或梳形銑刀進(jìn)行銑削。盤(pán)形銑刀主要用于銑削絲桿、蝸桿等工件上的梯形外螺紋。梳形銑刀用于銑削內(nèi)、外普通螺紋和錐螺紋，由于是用多刃銑刀銑削、其工作部分的長(zhǎng)度又大于被加工螺紋的長(zhǎng)度，故工件只需要旋轉(zhuǎn)1.25～1.5轉(zhuǎn)就可加工完成,生產(chǎn)率很高。螺紋銑削的螺距精度一般能達(dá) 8～9級(jí)，表面粗糙度為R5～0.63微米。這種方法適用于成批生產(chǎn)一般精度的螺紋工件或磨削前的粗加工。
４螺紋磨削
４螺紋磨削
主要用于在螺紋磨床上加工淬硬工件的精密螺紋，按砂輪截面形狀不同分單線砂輪和多線砂輪磨削兩種。單線砂輪磨削能達(dá)到的螺距精度為5～6級(jí)，表面粗糙度為R1.25～0.08微米，砂輪修整較方便。這種方法適于磨削精密絲杠、螺紋量規(guī)、蝸桿、小批量的螺紋工件和鏟磨精密滾刀。多線砂輪磨削又分縱磨法和切入磨法兩種?？v磨法的砂輪寬度小于被磨螺紋長(zhǎng)度，砂輪縱向移動(dòng)一次或數(shù)次行程即可把螺紋磨到最后尺寸。切入磨法的砂輪寬度大于被磨螺紋長(zhǎng)度，砂輪徑向切入工件表面，工件約轉(zhuǎn)1.25轉(zhuǎn)就可磨好，生產(chǎn)率較高，但精度稍低，砂輪修整比較復(fù)雜。切入磨法適于鏟磨批量較大的絲錐和磨削某些緊固用的螺紋。
５螺紋研磨
用鑄鐵等較軟材料制成螺母型或螺桿型的螺紋研具，對(duì)工件上已加工的螺紋存在螺距誤差的部位進(jìn)行正反向旋轉(zhuǎn)研磨，以提高螺距精度。淬硬的內(nèi)螺紋通常也用研磨的方法消除變形，提高精度。
６攻絲和套絲
５螺紋研磨
用鑄鐵等較軟材料制成螺母型或螺桿型的螺紋研具，對(duì)工件上已加工的螺紋存在螺距誤差的部位進(jìn)行正反向旋轉(zhuǎn)研磨，以提高螺距精度。淬硬的內(nèi)螺紋通常也用研磨的方法消除變形，提高精度。
６攻絲和套絲
套絲是用板牙在棒料（或管料）工件上切出外螺紋。攻絲或套絲的加工精度取決于絲錐或板牙的精度。加工內(nèi)、外螺紋的方法雖然很多，但小直徑的內(nèi)螺紋只能依靠絲錐加工。攻絲和套絲可用手工操作，也可用車(chē)床、鉆床、攻絲機(jī)和套絲機(jī)。
７螺紋滾壓
用成形滾壓模具使工件產(chǎn)生塑性變形以獲得螺紋的加工方法螺紋滾壓一般在滾絲機(jī)搓絲機(jī)或在附裝自動(dòng)開(kāi)合螺紋滾壓頭的自動(dòng)車(chē)床上進(jìn)行，適用于大批量生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)緊固件和其他螺紋聯(lián)接件的外螺紋。滾壓螺紋的外徑一般不超過(guò) 25毫米，長(zhǎng)度不大于100毫米，螺紋精度可達(dá)2級(jí)(GB197-63)，所用坯件的直徑大致與被加工螺紋的中徑相等。滾壓一般不能加工內(nèi)螺紋，但對(duì)材質(zhì)較軟的工件可用無(wú)槽擠壓絲錐冷擠內(nèi)螺紋（最大直徑可達(dá)30毫米左右），工作原理與攻絲類(lèi)似。冷擠內(nèi)螺紋時(shí)所需扭距約比攻絲大1倍,加工精度和表面質(zhì)量比攻絲略高。
螺紋滾壓的優(yōu)點(diǎn)是：①表面粗糙度小于車(chē)削、銑削和磨削；②滾壓后的螺紋表面因冷作硬化而能提高強(qiáng)度和硬度；③材料利用率高；④生產(chǎn)率比切削加工成倍增長(zhǎng)，且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；⑤滾壓模具壽命很長(zhǎng)。但滾壓螺紋要求工件材料的硬度不超過(guò)HRC40;對(duì)毛坯尺寸精度要求較高；對(duì)滾壓模具的精度和硬度要求也高，制造模具比較困難；不適于滾壓牙形不對(duì)稱(chēng)的螺紋。
按滾壓模具的不同，螺紋滾壓可分搓絲和滾絲兩類(lèi)。
搓絲 兩塊帶螺紋牙形的搓絲板錯(cuò)開(kāi) 1/2螺距相對(duì)布置，靜板固定不動(dòng)，動(dòng)板作平行于靜板的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)工件送入兩板之間時(shí)，動(dòng)板前進(jìn)搓壓工件，使其表面塑性變形而成螺紋。
滾絲有徑向滾絲、切向滾絲和滾壓頭滾絲 3種。
①?gòu)较驖L絲：2個(gè)（或3個(gè)）帶螺紋牙形的滾絲輪安裝在互相平行的軸上,工件放在兩輪之間的支承上,兩輪同向等速旋轉(zhuǎn)，其中一輪還作徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工件在滾絲輪帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，表面受徑向擠壓形成螺紋。對(duì)某些精度要求不高的絲杠，也可采用類(lèi)似的方法滾壓成形。
②切向滾絲：又稱(chēng)行星式滾絲，滾壓工具由1個(gè)旋轉(zhuǎn)的中央滾絲輪和3塊固定的弧形絲板組成。滾絲時(shí)，工件可以連續(xù)送進(jìn)，故生產(chǎn)率比搓絲和徑向滾絲高。
③滾絲頭滾絲：在自動(dòng)車(chē)床上進(jìn)行，一般用于加工工件上的短螺紋。滾壓頭中有3～4個(gè)均布于工件外周的滾絲輪。滾絲時(shí),工件旋轉(zhuǎn)，滾壓頭軸向進(jìn)給，將工件滾壓出螺紋。
螺紋加工常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法
７螺紋滾壓
用成形滾壓模具使工件產(chǎn)生塑性變形以獲得螺紋的加工方法螺紋滾壓一般在滾絲機(jī)搓絲機(jī)或在附裝自動(dòng)開(kāi)合螺紋滾壓頭的自動(dòng)車(chē)床上進(jìn)行，適用于大批量生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)緊固件和其他螺紋聯(lián)接件的外螺紋。滾壓螺紋的外徑一般不超過(guò) 25毫米，長(zhǎng)度不大于100毫米，螺紋精度可達(dá)2級(jí)(GB197-63)，所用坯件的直徑大致與被加工螺紋的中徑相等。滾壓一般不能加工內(nèi)螺紋，但對(duì)材質(zhì)較軟的工件可用無(wú)槽擠壓絲錐冷擠內(nèi)螺紋（最大直徑可達(dá)30毫米左右），工作原理與攻絲類(lèi)似。冷擠內(nèi)螺紋時(shí)所需扭距約比攻絲大1倍,加工精度和表面質(zhì)量比攻絲略高。
螺紋滾壓的優(yōu)點(diǎn)是：①表面粗糙度小于車(chē)削、銑削和磨削；②滾壓后的螺紋表面因冷作硬化而能提高強(qiáng)度和硬度；③材料利用率高；④生產(chǎn)率比切削加工成倍增長(zhǎng)，且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；⑤滾壓模具壽命很長(zhǎng)。但滾壓螺紋要求工件材料的硬度不超過(guò)HRC40;對(duì)毛坯尺寸精度要求較高；對(duì)滾壓模具的精度和硬度要求也高，制造模具比較困難；不適于滾壓牙形不對(duì)稱(chēng)的螺紋。
按滾壓模具的不同，螺紋滾壓可分搓絲和滾絲兩類(lèi)。
搓絲 兩塊帶螺紋牙形的搓絲板錯(cuò)開(kāi) 1/2螺距相對(duì)布置，靜板固定不動(dòng)，動(dòng)板作平行于靜板的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)工件送入兩板之間時(shí)，動(dòng)板前進(jìn)搓壓工件，使其表面塑性變形而成螺紋。
滾絲有徑向滾絲、切向滾絲和滾壓頭滾絲 3種。
①?gòu)较驖L絲：2個(gè)（或3個(gè)）帶螺紋牙形的滾絲輪安裝在互相平行的軸上,工件放在兩輪之間的支承上,兩輪同向等速旋轉(zhuǎn)，其中一輪還作徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工件在滾絲輪帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，表面受徑向擠壓形成螺紋。對(duì)某些精度要求不高的絲杠，也可采用類(lèi)似的方法滾壓成形。
②切向滾絲：又稱(chēng)行星式滾絲，滾壓工具由1個(gè)旋轉(zhuǎn)的中央滾絲輪和3塊固定的弧形絲板組成。滾絲時(shí)，工件可以連續(xù)送進(jìn)，故生產(chǎn)率比搓絲和徑向滾絲高。
③滾絲頭滾絲：在自動(dòng)車(chē)床上進(jìn)行，一般用于加工工件上的短螺紋。滾壓頭中有3～4個(gè)均布于工件外周的滾絲輪。滾絲時(shí),工件旋轉(zhuǎn)，滾壓頭軸向進(jìn)給，將工件滾壓出螺紋。
螺紋加工常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法
