《鉗工》第七章手工切削螺紋

1、第七章手工切削螺紋螺紋零件，在機(jī)器制造中是必不可少的。它可用作聯(lián)接、緊固和調(diào)整各種零 部件，并可用來傳遞動力或改變運(yùn)動形式等。人們?nèi)粘?yīng)用的如自行車、鐘表， 還有各種機(jī)械設(shè)備，都是靠螺紋零件裝配成的。因此，對于螺紋的基本原理，我 們有必要加以了解，以便適應(yīng)生產(chǎn)需要，選用合適的螺紋。作為鉗工，還要懂得 手工切削螺紋。下面介紹的便是螺紋的基本概念和手工切削螺紋的操作技術(shù)。第一節(jié)螺紋基本概念1.螺紋的基本原理：用一張剪成直角三角形 ABC的紙（如圖7 1），以一 直角邊AC挨著一假設(shè)直徑為a的圓柱底面邊緣繞圓柱旋轉(zhuǎn)，其斜邊 AB在圓柱 上就形成了一條螺旋曲線，旋轉(zhuǎn)一周后，相鄰兩點(diǎn)距離（即 BC兩點(diǎn)距

2、離），稱為螺線節(jié)距（S），又叫導(dǎo)程，按照這個原理產(chǎn)生螺紋，如圖 7 1b）螺紋自左向 右升起為右旋螺紋，螺紋自右向左升起為左旋螺紋。4左堆紋b）右熔紋圖7 1 嫖徙曲線與螺紋的形成螺紋有單頭和多頭，螺紋頭數(shù)多少都要在螺線節(jié)距（s）范圍之內(nèi)，這樣才 能保證螺紋足夠強(qiáng)度。設(shè)螺紋頭數(shù)n螺紋節(jié)距（螺距）t，那么，螺線節(jié)距（s）和螺紋節(jié)距（螺距） t的關(guān)系便是：s=nt從上式知道，多頭螺紋節(jié)距和螺旋線節(jié)距是不相等的。 只有單頭螺紋，螺距 和螺線節(jié)距相等。2.螺紋種類：螺紋在應(yīng)用中可分為聯(lián)結(jié)螺紋和傳動螺紋兩大類。從螺紋配 合要素（牙形、螺距、外徑）是否符合國家規(guī)定螺紋標(biāo)準(zhǔn)來看， 又可分標(biāo)準(zhǔn)螺紋、 特殊螺紋

3、和非標(biāo)準(zhǔn)螺紋三種。標(biāo)準(zhǔn)螺紋一一牙形、螺距、外徑都符合國家頒布的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。特殊螺紋一一牙形符合標(biāo)準(zhǔn)，螺距、外徑都不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 非標(biāo)準(zhǔn)螺紋一一牙形、螺距、外徑都不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。以螺紋的牙形來區(qū)分：有三角形螺紋、梯形螺紋、方形螺紋、半圓螺紋、鋸 齒形螺紋等多種（如圖7 2）。砧三角艱捷紋 時方冊鋰紋 町梯形螺紋 的半團(tuán)琛紋 。鋸應(yīng)形螺純圖72 聽紋的形狀普通螺紋公稱直徑與螺距系列。可參看表71說畔役外徑（腔挪罰譯）d螺紋中住們一-探紋內(nèi)艷t 螺更a 芳幣瀚厲0">h堤統(tǒng)工作蟲度B 7 3 普通媒紋圣本尺寸1.25毫米。3三角形螺紋應(yīng)用和代號：三角形螺紋多用于聯(lián)結(jié)上，是應(yīng)用得比較廣

4、泛的一種螺紋。它可以分成下面三種。（1）普通螺紋：公制單位， 以毫米（mm）為尺寸單位， 分粗牙普通螺紋和細(xì)牙普通 螺紋兩種，牙形角a =60 °, 如圖73所示。粗牙普通螺紋代號以字 母“ M ”及直徑（公稱直徑） 來表示，尺寸單位不必標(biāo)明； 細(xì)牙普通螺紋代號以字母“ M ” 及直徑X螺距表示，尺寸單位 不必標(biāo)明。如M10，即表示粗牙普通 螺紋，公稱直徑10毫米，螺 距1.5毫米；M10 X 1.25即表 示細(xì)牙螺紋，公稱直徑10毫米，螺距表7 1普通螺紋直徑與烽距（選自GB19363 ）公稱直徑d螺距t第一系列第二系列第三系列粗牙細(xì)牙30.50.3535(0.6)4 0.70.5

5、4.5(0.75)0 Sa50.80.5(5-5)056710.75,(0.5)81.Z51.25l,0>75t(0e5)9(1.25)101.51>25,0.75,(0<5)11(1-5)1.075,(05)121.75le5,1.25Jt(O.75)f(0.5)142l<5f(l>25),1,(0.75),(0.5)151-5,(1)162l5J,(075),(05)171.5JD20182.52J.5,l,(0.75)t(0.5)222.52J5J,(O75)MO5)2432,1-5,1,(0.75)252,1.5,1（26）1.52732tl>5,1

6、,(6775)(28)2丄5,1303.5(3),2,1.5，(0.75)(32)2,1.5333.5(3),2,1<5>(1),(0.75)35(1.5)3643,2,1.5,(1)(38)1<53943,2,1.5,(1)40(3),(2),1>542454.5(4),3,2,1.5,(1)485505 (3),(2),K552(4)9392tU5>(l)5(4h(3),2,l>5565.54,3,2,U5>(1)58(4),(3),2,1>560(5.5)4,3,2,1.5,(1)62(4),(3),2,1>56464t3,2d.5,

7、(l)65(4)U3)t2,l>56864,3,2.1.5,(1)r70(6)t(4)>(3),2»1.5注：上表中優(yōu)先選用第一系列，其次是第二系列，第三系列盡可能不用。 Milx 1.25僅用于火花塞；M35X1.5僅用于滾珠軸承偵累無母。 括號內(nèi)尺寸盡可能不用。（2）吋制螺紋：以英吋（”）為尺寸單位，現(xiàn)在機(jī)械制造中少采用，多配制于舊機(jī)器吋制螺紋零件，牙形如 74所示甘*1?“公稱直徑 d,螺紋中赴 d丄蠟紋內(nèi)栓 t螺地 a 牙底血（藥T圖74 吋制螺紋牙形吋制螺紋代號以外徑（公稱直徑）及每吋牙數(shù)表示。如3/16”-18或5/16” X18,即表示吋制螺紋公稱直徑3/1

8、6”或5/16”每吋牙數(shù)18。如表72為粗牙吋制 螺紋和每吋牙數(shù)系列表。（3）管子螺紋：管子螺紋用于管件聯(lián)接，它與其他螺紋不同的是螺距比較 小，牙的深度也比較淺。公稱直徑是指管子孔徑，因此螺紋外徑比公稱直徑要大。管螺紋分圓柱管螺紋（代號 G），圓錐管螺紋（代號KG）牙形角a =55。和 吋制圓錐管螺紋（代號K又叫布錐管螺紋，）牙形角a =60°三種。管螺紋有左旋和右旋之分，左旋的管螺紋在代號中標(biāo)注“左”，右旋一般不加標(biāo)注。如G3/8”，即表示圓柱管螺紋，公稱直徑 3/8”右旋。G3/4 -2左，即表示圓柱管螺紋，公稱直徑為 3/4”，2級精度，左旋。KG2”左，即表示圓錐管螺紋（a

9、=55 °），公稱直徑2”，左旋。K3/4 ”左，即表示吋制圓錐管螺紋（a =60 °），公稱直徑3/4”，左旋。 管螺紋具體尺寸可參看如表73、74表7S圖柱管螺垸各公稱直徑與吋才數(shù)層I9* y.bW 斥"«»»»二1 rWWIBW-一 '峠L ，_-二二 二公稱直徒（吋?xì)皡佳罃?shù)'I公稱直往（吋每吋牙數(shù)<1/«)2«1It1/43/8191X3/41 2111/2 (5/8)3/4(7/8)/U咖" 2X1/2(2X3/4)1311i1 (1X1/8) 1X1/4 (1X

10、3/8)11(3X1/2)45611注I公揀直瓷1/B吋管端紋盡可能不漲用*貳余帶括號的管螺紋用于舊制甜上。表74圖雄啻螺紋各公際直檯每吋牙數(shù)表I 公稱扛徑（吋每吋勢數(shù)公獄直徑W毎時牙數(shù)1/&n281X1/211/4192!3/82x1/211 |1/21413!3/441X1/4H1第二節(jié)螺紋切削工具要從金屬圓柱或鉆孔中切削出螺紋， 就要使用切削螺紋刀具。鉗工通常使用 的切削螺紋刀具有絲錐（絲攻）和圓板牙（絲板）兩種。1 .絲錐：（1）絲錐的基本構(gòu)造：絲錐是加工內(nèi)螺紋用的工具，它的基本結(jié)構(gòu)形狀像一個螺釘，軸向開有幾條出屑槽，相應(yīng)地形成幾瓣刀刃。整個絲錐分成工作部分 和扳柄部分。1）工

11、作部分：由切削部分和修 光部分組成。切削部 分主要擔(dān)負(fù) 起切螺紋的 工作；修光 部分有完整 的齒形，用 作修光螺紋 和校定螺紋 直徑。在工 作部分，軸 向一般開有 34條切削 刀刃和容屑1 :槽，切削刃切削出來的斷屑可從容屑槽中排出。切削刃的幾何角度：前角（丫）和后角（a）大小是根據(jù)加工材料來確定的。 標(biāo)準(zhǔn)絲錐，前角（丫）一般取5° 10°,適用于鋼或鑄鐵材料。后角（a）， 般手用絲錐取6° 8°，機(jī)用絲錐取10° 12°。2）扳柄部分：呈圓柱形，末端是方頭（方榫），用以套上扳手，傳遞扭力, 進(jìn)行切削工作。機(jī)用絲錐柄部比手用絲錐柄部稍

12、長，并開有一半圓環(huán)槽。（2）絲錐種類：常用的有手用絲錐，機(jī)用絲錐和管子絲錐三種。1）手用絲錐（如圖7 6）：運(yùn)用手工操作切削內(nèi)螺紋用，一般由兩把或三 把組成一套。兩把一套的分頭攻、二攻，分別擔(dān)任先后的切削螺紋工作。頭攻二攻三攻2）機(jī)用絲錐（如圖7 7）:機(jī)用絲錐可裝夾在車床尾座或經(jīng)過減速的鉆床 上攻絲，為了防止絲錐在工作時松脫，柄部除有方頭外，還設(shè)計(jì)有半圓環(huán)槽。由 于絲錐工作導(dǎo)向較好，故常用單把攻絲。但在加工材料較硬、較韌和直徑較大的 螺紋時，應(yīng)采用兩把一套的機(jī)用絲錐。3）管子絲錐（如圖7 8）。可鉸切管路附件和一般機(jī)件上內(nèi)管螺紋，分圓 柱管螺紋（a =55°）、圓錐管螺紋（a =5

13、5° ）和布氏管螺紋（a =60 °）三種 一般圓柱管螺紋絲錐兩把一套，圓錐管螺紋絲錐單把。2 圓板牙：是在圓柱形工件上鉸切外螺紋的一種刀具，有開縫和不開縫兩 種，外圓表面開有頂絲窩，用于定緊在扳手上。板牙的基本結(jié)構(gòu)像一個螺母，開 有幾個排屑孔。由于板牙螺紋廓形是內(nèi)螺紋表面，較難磨制（一般不磨），熱處理后產(chǎn)生的變形和表面脫碳等缺陷未能消除， 因此，用板牙加工出來的外螺紋光 潔度較低。l'i Irrb）a）S 7囲板牙f蘭桂）圓板牙中心有螺紋，端面鉆頭 37個出屑孔（視直徑大小而定），形成刀刃 并磨出前角（丫），一般取前角（丫）15° 20°。板牙

14、兩端均做出切削錐，并經(jīng) 鏟磨形成齒頂后角（a）為 7° 9°。切削錐角2©為40° 60°,當(dāng)螺紋需要 切到軸肩時，取2© =90 °。校準(zhǔn)部分起校準(zhǔn)的導(dǎo)向作用，為了減少螺距的積累 誤差，其長度不宜過大，一般?。?45） S,圓板牙的構(gòu)造如圖710所示。亠710巧扳號的枸走圓板牙可以一次完成整個螺紋的攻絲工作。因此，單個成套。用來切削管子外螺紋的管子牙板，必須嵌在活絡(luò)板牙的板牙架上，圖711是管子板牙架，這種活絡(luò)板牙架可以裝三種板牙，即切削直徑1319毫米1 311（-" -"），切削直徑2538毫米（1

15、"1-"）和切削直徑3350毫米（1-"2"）2 422三種。T.板牙富體 眾扳牙3.T擁4.合攏、張開冊時叛牙乎把 4宣板牙尺甘們掾輜器 圖了一 11鎮(zhèn)子稅牙架b)JF5t第三節(jié) 切削螺紋的操作技術(shù)1. 攻絲前鉆孔直徑、鉆孔深度和絲錐的確定：(1) 鉆孔直徑的確定：攻絲前，鉆孔直徑的確定是切削螺紋的關(guān)鍵。鉆孔 直徑的選擇是否適當(dāng)，對于攻絲操作的效率和螺紋使用壽命有密切的關(guān)系。鉆孔 直徑過大了，就不能攻出螺紋或者螺紋深度不夠，從而削弱了螺紋的使用強(qiáng)度， 或出廢品；鉆孔直徑過小，攻絲時，絲錐就會被卡住，造成切削困難，甚至發(fā)生 絲錐折斷的危險。從圖712中，

16、我們可以看到絲錐在孔內(nèi)切削時的工作情況： 它一方面切下 了切屑，另一方面也把材料擠壓上來，嵌到螺牙里去，從周圍向絲錐擠壓。如果 攻絲前鉆孔直徑選擇得太小，就會把絲錐卡住。因此，在鉆孔時的鉆頭選擇要大 于螺紋內(nèi)徑。鉆孔直徑可參考如表 75、表76、表77。被擠壓高出的材料d >絲錐繪紋內(nèi)徑d 工件鉆孔直徑圖712切螺紋的擠壓現(xiàn)象表7-5介制螺紋鉆底孔使用的姑頭直徑尺寸表(單位：毫術(shù))公稱直徑(d)螺距(t鉆頭直輕(d2)!公稱廊徑(d)螺(t)1鉆頭宜徑(右)1粗0.250.75j2.515.4細(xì)0.20.818I 215.99粗0.41.6細(xì)516<5乙細(xì)0.251.75117a0

17、.52.5粗2517.4M細(xì)0.352.6520217.94粗0.73.3細(xì)1>518.5細(xì)0.53.51195粗0.84.2m2.519.4細(xì)0.54.522219.76粗15細(xì)1.520.5細(xì)0.755.21 |21粗1.256.7JL320.917221.98細(xì)24細(xì)1522.50.757.211<58.5粗*323.91.258.727224.910細(xì)19細(xì)1525.5 - 1 0.759.2126_粗！1.7510.2粗3.526.312細(xì)1.51.25110.5IQ.71130細(xì)1321.5126.927.928.529粗i211.9粗13.529.31.512.5.3

18、3329.914細(xì)12512.7細(xì)230.51131.531.5J1J213.9粗131.8161細(xì)11.514.536細(xì)3232.933.91151.5 j34.5表7 6吋制螺址粘農(nóng)孔便用的粘頭直徑尺寸蔻公flM每吋鉆頭n徑（曙米）'公稱亶徑C時每吋鉆頭n樓（毫米）需鐵.肯闌鋼.黃銅3/16213<73.77/8919,119.31/4205.05.11821.9225/16186.46.51 %724.624.73/8167.8了 .9I %；727.827.97/16149.19,3】城633.4爍51/2 11210,410.51%535.73j*S9/16】21212

19、«11%538-9395/3U '13*313.5譏41/441.441.53/41016,316,4241/444,641*7表77管螺統(tǒng)枯底孔使用粘頭直徑尺才表會稱直輕時）每吋牙敖鉆頭克徑僱米）公稱立徑5打每吋牙數(shù)鉆頭吒徑（亳米i/a238,811130.5i/i19IK71 Vg1135.23/81915.21%1139,21/2141B.91% 1114J «65/81420.8i l/21145.13/41424.31 %il517/62S.11 21157攻絲前，鉆孔直徑可按下列公式選取。1）攻公制螺紋：螺距：t<1時，鉆頭直徑d2=d-tt>

20、;1 時，鉆頭直徑 d2=d-（1.041.06）t式中：d為螺紋公稱直徑，t為螺距。例攻M10螺紋，求鉆頭直徑d20解代入上式：d2=d-1.04t=10-1.568 （毫米）。嫖紋直植,公稱直徑）一鑄鐵與育銅鋼與黃銅3/附5/計(jì)di =25 （ d- ）d2 = 25 （ d-i ） + Oann3/4"1d! = 25 （ d - - ）d； = 25 （ d- ） + 0.2*nn2）攻吋（英）制螺紋：式中：d2為鉆頭直徑，d為螺紋公稱直徑，n為每吋牙數(shù)。例攻3/8”吋制螺紋，每吋牙數(shù)16,求攻絲前鉆頭直徑d2。解當(dāng)鑄鐵或青銅材料，代入上式：13 1d2=25（d-）=25X

21、 （-）7.8 （毫米）n8 16當(dāng)鋼或黃銅材料時，代入上式：13 1d2=25（d-）+0.1=25X （）+0.1 7.9 （毫米）n8 16（2）鉆孔深度的確定：在攻制不通孔的螺紋時，由于絲攻起切削刃部分不能達(dá)到螺紋尺寸要求，但這個部分占了一定的高度，因此要達(dá)到圖紙要求攻牙的 深度，就必須再加上其起削刃部分高度，這個高度大約是螺紋外徑的0.7倍。即:h1=h+0.7d式中：h1為鉆孔深度，h為螺紋需要深度，d為螺紋公稱直徑。例螺紋外徑d=10毫米，螺紋需要深度h=20毫米，求鉆孔深度h1。解代入上式：h1=h+0.7d=20+0.7X 10=27 （毫米）（3）絲錐的確定：1）嚴(yán)格按圖紙

22、選用合適大小、長度、柄部磨制、手用或機(jī)用的絲錐，以免 絲錐折斷（攻絲時絲錐斷在工件內(nèi)，盡可能取出來）或完成不了攻絲。2） 絲錐柄部寫有螺紋公稱直徑d，但小的絲錐（如M2）它的螺紋外徑（公 稱直徑）是做成等于或略小于柄部直徑的。假如要攻的螺紋深度比絲錐工作部分 長或要攻至通孔，絲錐在工作部分都進(jìn)入工件以后，便因?yàn)楸看笮∨c工作部分 大小一樣、并沒有切削刃不能繼續(xù)攻絲。若使用該絲錐繼續(xù)強(qiáng)行攻絲，絲錐便斷 在工件里。此時便要選用柄部經(jīng)過砂輪磨制，其柄直徑小于螺紋內(nèi)徑d1的特殊 小絲錐，以完成深螺紋或通孔螺紋的攻制，使螺紋合格、可用。3） 在使用大的絲錐（如M10）攻通孔的螺紋，必須先用頭攻（頭錐）先

23、切 削試攻。因?yàn)榻z錐工作部分（螺紋的外徑與內(nèi)徑）比柄部粗，應(yīng)該把整條絲錐正 轉(zhuǎn)，從攻絲的孔另一端旋出，使整個通孔的螺紋牙形合格、可用。2. 板牙前圓桿直徑的確定：板牙圓柱直徑也是根據(jù)材料性質(zhì)決定的，由于板牙時也有擠壓，因此圓桿直徑亦應(yīng)小于螺紋外徑。其具體數(shù)據(jù)，可參考表78。晨78圓桿直徑的確定公制英制螺紋i借子螺紋.J愿紋:（米）圓桿直徑螺紋岡桿直徑（膏米）|螺紋Hff il徑（老米）f哮米）S小謚大直徑1吋）最小&大-1往段吋）1 . - . 就小竝大M615.85.81/459G.0i/a0.49.SM81.257.87,95/167.57,61/412*713M109.759.8

24、53/S0.1馳23/816.216.SM121.7511.7611*881/212.112-21/220.721213"13,825/815.315.45/822* 122.7M ie215,715.號3/41S.4ia*53/425.926.2M182,517,717.827/821,5 .21.67/629.730M202.519,7219.86124.624.8132.733M222.521.7221.8630.8311%41.441.7M24323.6523,79M27326.6526.79M303.5029.629743. 切削螺紋的操作方法：（1）攻絲操作方法：1）根據(jù)

25、螺紋的要求，通過計(jì)算或查表確定鉆孔直徑和深度，然后鉆孔。2）固定被切削螺紋的零件，選擇合適扳手，先用頭攻攻絲，導(dǎo)出螺紋。絲 錐初進(jìn)孔時，兩手用力要輕而均勻，以適當(dāng)壓力和扭力把絲錐切入孔中，這時，要從四個方向用角尺校正絲錐與工件表面的垂直度（也可以用螺母旋入絲錐，絲錐進(jìn)孔后，便可檢查螺母平面各個方向與工件表面距離是否一致，以判別螺紋垂直度）。當(dāng)絲錐正確導(dǎo)入了孔內(nèi)進(jìn)行切削時，就不必再使用壓力，只施旋轉(zhuǎn)扭力 就行了（如圖7 13） o向前和用直角尺檢査綬雒的垂直度 b）用螺母空査氣錨的垂H廈 宀攻帝的撮也圖7-13攻絲操作方法3）在右旋螺紋的攻絲過程中，旋扭的方向不時正轉(zhuǎn)（順時針方向）和倒轉(zhuǎn)（逆時針

26、方向），一般每正轉(zhuǎn)1/21圈就倒轉(zhuǎn)1/41/2圈，以使切屑切斷并從出屑槽中排出。4）要經(jīng)常旋出絲錐進(jìn)行孔內(nèi)清屑，絲錐頂?shù)讜r不能過于用力旋扭，以防止 絲錐在過大的扭力下折斷。5）使用頭攻切削完后，繼續(xù)用二攻，三攻。在加工較硬的金屬材料或銅時， 特別要注意使用絲錐次序，且要施用潤滑冷卻液。當(dāng)出現(xiàn)旋扭回應(yīng)力（即不能再 前進(jìn)，感覺扳手有彈性）時就要停止用力，退出并換另一絲錐，以防絲錐折斷。6）當(dāng)工作孔周圍不能容納一般扳手攻絲時，可采用丁字扳手。丁字扳手套 桿較長，操作時要特別小心，要保持扭距平行，并要經(jīng)常倒后轉(zhuǎn)動，以消除切屑 阻塞現(xiàn)象。（2）板牙操作方法：1）根據(jù)螺紋大小選擇圓桿直徑，并在要鉸牙一端倒斜角，以便套扣。2）圓桿要夾持牢固，圓板牙套上圓桿后，應(yīng)垂直于圓桿中心，兩手均勻地 施以一定的壓力，進(jìn)行旋扭。向前圖7-14報牙的操作方法3）圓板牙在圓桿切削出幾個螺紋后，已導(dǎo)出了正確方向，就不再需要施以 壓力，只要扭力，同時注意經(jīng)常進(jìn)行倒轉(zhuǎn)（逆時針方向），用以斷屑，并施加潤 滑冷卻液。（3）機(jī)械攻絲：切削螺紋時，刀具的運(yùn)動不是靠手來操作，而是借助機(jī)械 來完成，機(jī)械切螺紋是用絲錐在專用攻絲機(jī)或減速的鉆床、手電鉆、風(fēng)鉆進(jìn)行。用機(jī)械攻絲時，注意絲錐與孔軸線不能傾斜。 為了防止絲錐折斷，還要裝上 絲錐保險夾