謝 峰

(江蘇安全技術(shù)職業(yè)學(xué)院,江蘇 徐州 221011)

0 引 言

在機(jī)械加工中，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行螺紋攻絲是一種常見的工藝方法[1]，手動(dòng)攻絲仍占有重要地位，經(jīng)常碰到有些螺紋孔由于所在位置或零件形狀的限制，不適用于機(jī)攻螺紋，所以必須采用手動(dòng)功螺紋，同時(shí)小螺紋孔直徑較小，絲錐的強(qiáng)度較低，機(jī)攻螺紋時(shí)容易折斷，一般也常用于手動(dòng)攻螺紋。但是手動(dòng)攻絲確實(shí)也存在不少問題，對(duì)于操作者來說初期需要花費(fèi)大量的時(shí)間、精力和材料，不斷的摸索和掌握攻絲的過程和方法，才能對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行攻絲加工。因此，能夠設(shè)計(jì)和制作一種輔組裝置成為一個(gè)關(guān)鍵問題。

1 手動(dòng)攻絲方法介紹

1.1 攻絲的要點(diǎn)

①工件上螺紋底孔的孔口要倒角，通孔螺紋兩端都倒角；②工件夾位置要正確，盡量使螺紋孔中心線置于水平或豎直位置，使攻絲容易判斷絲錐軸線是否垂直于工件的平面；③在攻絲開始時(shí)，要盡量把絲錐放正，然后對(duì)絲錐加壓力并轉(zhuǎn)動(dòng)絞手，當(dāng)切入1～2圈時(shí)，仔細(xì)檢查和校正絲錐的位置。一般切入3～4圈螺紋時(shí)，絲錐位置應(yīng)正確無誤。以后，只須轉(zhuǎn)動(dòng)絞手，而不應(yīng)再對(duì)絲錐加壓力，否則螺紋牙形將被損壞[2]；④攻絲時(shí)，每扳轉(zhuǎn)絞手1/2～1圈，就應(yīng)倒轉(zhuǎn)約1/2圈，使切屑碎斷后容易排出，并可減少切削刃因粘屑而使絲錐軋住現(xiàn)象；⑤遇到攻不通的螺孔時(shí)，要經(jīng)常退出絲錐，排除孔中的切屑；⑥攻塑性材料的螺孔時(shí)，要加潤滑冷卻液。對(duì)于鋼料，一般用機(jī)油或濃度較大的乳化液，要求較高的可用菜油或二硫化鉬等。對(duì)于不銹鋼，可用30號(hào)機(jī)油或硫化油；⑦攻絲過程中換用后一支絲錐時(shí)，要用手先旋入已攻出的螺紋中，至不能再旋進(jìn)時(shí)，然后用絞手扳轉(zhuǎn)。在末錐攻完退出時(shí)，也要避免快速轉(zhuǎn)動(dòng)絞手，用手旋出，以保證已攻好的螺紋質(zhì)量不受影響;⑧機(jī)攻時(shí)，絲錐與螺孔要保持同軸性；⑨機(jī)攻時(shí)，絲錐的校準(zhǔn)部分不能全部出頭，否則在反車退出絲錐時(shí)會(huì)產(chǎn)生亂牙；⑩機(jī)攻時(shí)的切削速度，一般鋼料為6～15 m/min；調(diào)質(zhì)鋼或較硬的鋼料為5～10 m/min；不銹鋼為2～7 m/min；鑄鐵為8～10 m/min。在同樣材料時(shí)，絲錐直徑小取較高值，絲錐直徑大取較低值[3]。

1.2 現(xiàn)有技術(shù)手動(dòng)攻絲存在的問題

現(xiàn)有手動(dòng)攻絲如圖1所示，鉸杠與絲錐卡接，用手轉(zhuǎn)動(dòng)鉸杠，鉸杠帶動(dòng)絲錐，通過絲錐工作端上的紋路對(duì)工件進(jìn)行攻絲?，F(xiàn)有手動(dòng)攻絲時(shí)，由于人的兩手壓力不均，平衡不好，很容易導(dǎo)致在攻絲過程中絲錐傾斜，絲錐與工件表面不垂直，造成手動(dòng)攻絲攻出的螺紋孔傾斜、不正，發(fā)生歪曲，從而影響了攻絲精度及工件質(zhì)量。且在攻絲過程中，為了絲錐定位準(zhǔn)確，垂直于工件表面獲得標(biāo)準(zhǔn)的螺紋孔，在手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)鉸杠時(shí)，需要不停的調(diào)整兩手的力度，鉸杠轉(zhuǎn)動(dòng)較慢，攻絲效率低，絲錐容易斷裂，勞動(dòng)強(qiáng)度大[4]。

圖1 現(xiàn)有手動(dòng)攻絲的工作示意圖

2 手動(dòng)攻絲定位導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)與制作

為解決攻絲時(shí)存在的問題，提高攻絲的質(zhì)量和加工效率，設(shè)計(jì)了一種攻絲輔助裝置即：手動(dòng)攻絲定位導(dǎo)向裝置。手動(dòng)攻絲定位導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)圖如圖2所示，實(shí)物圖如圖3所示。

圖2 手動(dòng)攻絲定位導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)圖1.底座 2.軸承 3.螺釘 4.固定座 5.手柄螺絲一 6.立柱 7.彈簧一 8.手柄螺絲二 9.棘輪式鉸杠 10.彈簧二 11.滑動(dòng)導(dǎo)向塊 12.支撐臂 13.手柄螺絲三 14.絲錐

圖3 手動(dòng)攻絲定位導(dǎo)向裝置實(shí)物圖

2.1 技術(shù)方案

如圖2所示，手動(dòng)攻絲定位導(dǎo)向裝置由底座、立柱、固定套、支撐臂、滑動(dòng)導(dǎo)向塊、軸承、彈簧、手柄螺絲、螺釘、棘輪式絲鉸杠、絲錐等幾部分組成。立柱通過固定座、軸承、螺釘安裝在底座上，固定座上安裝手柄螺絲，可實(shí)現(xiàn)立柱360°旋轉(zhuǎn)和鎖緊；立柱上安裝彈簧、支撐臂、鎖緊螺絲，支撐臂可沿著立柱軸向方向移動(dòng)和鎖緊，彈簧起緩沖作用，滑動(dòng)導(dǎo)向套安裝在支撐臂上，可沿著支撐臂靈活滑動(dòng)并通過手柄螺絲鎖緊；棘輪式鉸杠手穿過彈簧和滑動(dòng)導(dǎo)向塊后安裝絲錐，鉸杠帶動(dòng)絲錐可實(shí)現(xiàn)軸向移動(dòng)，彈簧起著將鉸杠彈回初始位置的作用。該裝置的設(shè)計(jì)采用極坐標(biāo)的原理，通過立柱的旋轉(zhuǎn)和滑動(dòng)導(dǎo)向塊的滑動(dòng)，從而帶動(dòng)絲錐沿著立柱軸心和支撐臂進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和橫向滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)絲錐與螺紋底孔的準(zhǔn)確定位，定位后可通過手柄螺絲將立柱和滑動(dòng)導(dǎo)向塊鎖緊，保證了鉸杠在做軸向移動(dòng)時(shí)的穩(wěn)固性，使絲錐受力均勻，確保了絲錐與工件表面的垂直度和攻絲精度。

2.2 實(shí)施方式

將工件固定在底座1上，選擇符合尺寸要求的絲錐14安裝在棘輪式鉸杠9上，松開手柄螺絲二8使支撐臂12可沿著立柱6上下移動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)滑動(dòng)導(dǎo)向塊11、棘輪式鉸杠9和絲錐14移動(dòng)，使絲錐14底端與工件表面相接近并保持一定距離，鎖緊手柄螺絲二8,將支撐臂12固定；松開手柄螺絲一5，使立柱6在軸承2的作用下可自由旋轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)支撐臂12、滑動(dòng)導(dǎo)向塊11、棘輪式鉸杠9和絲錐14旋轉(zhuǎn)；松開手柄螺絲三13，使滑動(dòng)導(dǎo)向塊11帶動(dòng)棘輪式鉸杠9和絲錐11在支撐臂12上可橫向靈活滑動(dòng)；通過立柱6的旋轉(zhuǎn)和滑動(dòng)導(dǎo)向塊11的滑動(dòng)作用，將絲錐14粗略對(duì)準(zhǔn)螺紋孔上方，此時(shí)按下棘輪式鉸杠9使絲錐14向下移動(dòng)，由于絲錐14底端部分呈錐度形狀，絲錐14底端錐尖部分與孔結(jié)合，使滑動(dòng)導(dǎo)向塊11和立柱6自動(dòng)進(jìn)行微調(diào)，使絲錐14完成準(zhǔn)確定位，此時(shí)將手柄螺絲一5和手柄螺絲三13鎖緊，確保絲錐14的準(zhǔn)確位置，將棘輪式鉸杠9在滑動(dòng)導(dǎo)向塊11的導(dǎo)向作用下，向下施力并旋轉(zhuǎn)進(jìn)行攻絲，反向旋轉(zhuǎn)棘輪式鉸杠9退絲，彈簧二10將棘輪式鉸杠9彈回初始位置完成攻絲過程。如果被加工的零件尺寸較大，超出了滑動(dòng)導(dǎo)向塊11在支撐臂12上的移動(dòng)范圍，可將本裝置放置在零件上，按照上述實(shí)施方式完成攻絲即可。

3 該裝置的優(yōu)點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)效益

手動(dòng)攻絲定位導(dǎo)向裝置，在機(jī)械加工等實(shí)訓(xùn)工位上、職業(yè)院校技能大賽數(shù)控綜合加工技術(shù)賽項(xiàng)中得到了廣泛應(yīng)用，并且具有如下優(yōu)點(diǎn):

(1) 本裝置可作為職業(yè)院校技能大賽數(shù)控綜合加工技術(shù)賽項(xiàng)的選手訓(xùn)練賽題，在鍛煉選手的技能水平的同時(shí)完成作品的制作，從而降低了成本。

(2) 體積小、可拆卸、攜帶和組裝容易，使用靈活、方便。

(3) 提高了攻絲的精度和效率，降低了零件的報(bào)廢率。

(4) 延長了絲錐的使用壽命，可預(yù)防在手動(dòng)攻絲時(shí)絲錐部分受力不均造成的絲錐彎折、斷裂，達(dá)到節(jié)約資源的目的。

4 結(jié) 語

手動(dòng)攻絲定位導(dǎo)向裝置，有效的解決了現(xiàn)有技術(shù)在攻絲時(shí)存在的問題，使用方便快捷，降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了攻絲的精度和效率，延長了絲錐的使用壽命等優(yōu)點(diǎn)。本裝置在機(jī)械加工實(shí)訓(xùn)中、在數(shù)控綜合加工技術(shù)訓(xùn)練中得到了推廣使用。