螺纹加工的类型、工艺、和切削指南

螺纹加工的类型、工艺、和切削指南

螺纹加工是机械制造中的重要工艺，广泛应用于各种连接件的生产。从基本概念到具体加工方法，本文将为您全面解析螺纹加工的相关知识。

螺纹加工的定义与特征

螺纹加工是CNC零件加工的一种应用，主要用于制造不同尺寸的外螺纹和内螺纹。这种加工工艺通过控制旋转刀具的圆周运动，来实现所需的螺纹深度和密度。

螺纹的主要功能是作为两个部件之间的耦合连接，在耦合过程中，部件之间会发生运动。螺纹包含多个特征，包括螺峰、螺根、螺旋角、螺距和侧面。

• 螺旋角：加工中的螺旋角是指直螺纹中螺纹轴线与螺旋线之间的角度，或者锥螺纹中螺纹锥形螺旋区所形成的角度。
• 根部：这是螺纹的底部，它是投影锥体或圆柱体的邻近区域。
• 顶峰：顶峰是螺纹的顶部，它是投影锥体或圆柱体的最远区域。顶峰也是连接侧面的螺纹表面。
• 侧面：该螺纹部分连接根部和顶峰。理论上，侧面与轴向平面的交点是一条平行线。
• 螺距：通常情况下，螺距的直径等于圆柱体的直径。螺距是在相邻螺纹上测量的区域之间的距离。

螺纹的类型

根据不同的分类标准，螺纹有多种类型。在统一螺纹系统中，UNF细牙螺纹和UNC粗牙螺纹是标准螺纹。不过大体上，螺纹主要分为内螺纹和外螺纹两种。

内螺纹

内螺纹使用单刃螺纹刀具进行加工。除了这种单刃工具，传统的螺纹加工方法也可以帮助切割内螺纹。需要注意的是，切割内螺纹只发生在凹面上。

如果工件需要插入螺钉，就需要内螺纹。通常，机械师使用手工丝锥或机器丝锥来切割内螺纹。

外螺纹

外螺纹适用于螺钉、螺栓、螺柱和塞规，使用车床是制作外螺纹最有效的方法之一。另一种方法是使用圆板牙手工切削外螺纹。在这种情况下使用的圆板牙仍在一个固定的模具库中。除了圆板牙之外，还有六方板牙，非常适合用于互锁连接。

螺纹的切削加工方法

内螺纹的切削

要切削内螺纹，首先需要准备正确的工具，包括护目镜、立式钻床（用于机用丝锥）、可调丝锥扳手（用于手用丝锥）、内丝锥、麻花钻和90度倒角刀。

准备好工具后，下一步是确定你想要放置螺纹的孔的直径。确定了直径后，下一步就是选择合适的丝锥进行切削。然后确定底孔直径，需要从丝锥直径中减去螺距。

开始切削内螺纹时，首先要用冲头定位中心，然后用麻花钻钻出芯孔。如果要在芯孔上制作倒角，请使用90度倒角刀。切削螺纹时，需要将装有丝锥的丝锥扳手旋入芯孔中。

外螺纹的切削

切削外螺纹所需的工具包括锉刀、丝锥板、扁头、圆板牙、圆杆、虎钳（用于夹持）和切削液。

要切削外螺纹，首先用锉刀锉削圆杆的边缘，然后以45度的角度制作倒角。确保与螺纹深度相比，倒角更大。

下一步是夹紧或夹持圆板牙，使其牢固固定。这样可以防止不必要的移动，因为圆杆需要很大的压力才能最优地切削出外螺纹。此外，切削过程中使用切削液可以提高零件表面的质量。

切削螺纹的加工技巧

• 给外螺纹的末端部件加上倒角；
• 确保螺纹的起始端有一个平面。同时，确保它与螺纹的中心轴线一致；
• 让内螺纹以倒角收尾；
• 在形成或切削螺纹时，管状部件通常会受到压力，这就是为什么它们应该有增加的壁厚；
• 虽然采用独特的螺纹尺寸是可以的，但使用标准螺纹尺寸更经济；
• 如果没有螺纹规格，优先选择高度较低的螺纹，而不是高度较高的。

CNC加工中常见的螺纹切削方法

攻丝

攻丝孔非常适合用于制作内螺纹。它是一种经济且高效的螺纹切削方法。这种CNC方法适用于精度要求不是特别高的螺纹孔以及小孔径的孔。

攻丝的切削结构与其他方法相比较简单。此外，攻丝是一种高速切削工艺，有效地提高了生产率和切削效率。这种切削方法使用的切削工具更便宜，从而降低了制造成本。它也是一种多功能工艺，应用广泛。

螺纹铣削

这是制作螺纹的另一种方法。此过程使用铣刀和CNC加工中心，螺纹铣削适合为大部件或高价值材料制作螺纹。

螺纹铣削具有加工速度快和精度高的特点，使用的铣刀通常含有硬质合金。此外，铣刀工具具有多功能性，减少了为不同铣削操作获取不同工具的需求。例如，同一把刀具可以使用相同的螺距切削左旋和右旋螺纹。

使用铣削制作的螺纹具有高质量的表面，这种方法非常适合制作薄壁部件、加工盲孔和非对称/非旋转部件。

螺纹车削

在车床上切削螺纹是另一种常见的螺纹切削工艺，应用广泛。CNC车床有助于生产高质量的螺纹，使用这种方法，机械师可以制作多个锥形螺纹、导程螺纹和螺距。

刚性攻丝和单点螺纹切削是CNC车床螺纹切削中最常用的两种方法。单点螺纹切削使用带有可转位刀片的工具，其形状和大小与成品螺钉头相对应。

螺纹磨削

这种方法非常适合用于对硬化的工件进行螺纹切削。此过程使用两种主要的砂轮：多线砂轮和单线砂轮。单线砂轮的螺距精度为5~6级。它还具有R1.25～0.08微米的表面粗糙度。

单线磨削非常适合制作精密螺钉、蜗杆、螺纹量规、铲磨滚刀和小批量螺纹切削。多线磨削分为切入式和纵向磨削法。这两种方法的主要区别在于砂轮的宽度。在纵向磨削法中，砂轮的宽度小于被磨削螺纹的长度。另一方面，在切入法中使用的砂轮宽度大于螺纹的长度。

结论

对于大多数需要耦合或连接的产品而言，螺纹加工是一个重要方面。了解螺纹的工作原理、特征以及可用的不同加工过程，将有助于您做出正确的加工决策。