撖俊虎,董兆鵬

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0 引 言

攻絲是指通過(guò)一種特殊的切削工具將螺旋形之線壓入工件內(nèi)達(dá)到制造螺紋孔或接口的加工方法,也稱為螺紋攻削。攻絲可以使用手動(dòng)攻絲器或機(jī)械攻絲機(jī)進(jìn)行加工,但機(jī)械加工中更常使用的是攻絲刀頭。攻絲刀頭是一種專門用于攻絲的工具,通常被用于CNC機(jī)床或其他數(shù)控機(jī)床上,它可以自動(dòng)控制切削進(jìn)給深度和方向,從而實(shí)現(xiàn)快速高效的攻絲加工。攻絲刀頭的種類繁多,常見(jiàn)的有螺紋刀、螺紋絲錐等。攻絲在機(jī)械加工中應(yīng)用十分廣泛,主要用于制作螺紋孔或接口,可以發(fā)揮很多功能[1]。

手動(dòng)攻絲可以使用支架,支架是一種常用的工具,可以幫助保持攻絲的垂直度。將支架放在需要加工的工件上,然后將攻絲頭裝在支架上并調(diào)整位置,以確保攻絲頭處于垂直狀態(tài)。最后,通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)攻絲頭完成攻絲操作。也可以使用角度尺、卡尺和水平儀來(lái)測(cè)量攻絲頭是否處于垂直狀態(tài)。如果攻絲頭不垂直,則可以使用調(diào)整螺絲或其他調(diào)整工具進(jìn)行校正。保持攻絲的垂直度至關(guān)重要,在進(jìn)行攻絲操作之前,需確保使用正確的工具和方法來(lái)保持攻絲垂直狀態(tài),以確保產(chǎn)生最佳的結(jié)果[2]。常規(guī)的螺紋孔機(jī)床可以直接加工到位,可以保證攻絲的垂直度;在毛坯孔、弧面孔、干涉孔等加工工況時(shí),支架、角度尺、水平儀等測(cè)量設(shè)備無(wú)法輔助,絲錐無(wú)法保持攻絲的垂直度。

針對(duì)上述問(wèn)題,筆者給出了幾種不同工況下的手動(dòng)攻絲保持垂直度方案,通過(guò)對(duì)比了幾種方案的加工性能及操作流程可知:①內(nèi)腔弧面?zhèn)缺谑钦@反攻的螺紋,在通孔的狀態(tài)下,采用反向攻絲方案;②端面機(jī)加外圓毛坯面的攻絲,采用可固定的工裝和尼龍棒校正套,配合所用絲錐進(jìn)行鉆孔攻絲方案;③空間干涉角度孔攻絲,采用頭錐帶定位校正圓柱的方案。幾種方案中校正的方法是保持絲錐和孔垂直度的必要方法。

1 手動(dòng)攻絲垂直度方案

目前在機(jī)械加工中常常采用以下3種手動(dòng)攻絲保持垂直度的加工方案。

1.1 內(nèi)腔弧面攻絲

在機(jī)械加工中常常會(huì)遇到一些腔體類零件,此類零件會(huì)產(chǎn)生很多的觀察孔、注油孔、穿線孔、空氣冷卻孔等,這些都是通孔的情況。圖1所示是一個(gè)內(nèi)腔弧面干涉通孔的產(chǎn)品,需要在內(nèi)腔弧面?zhèn)缺谶M(jìn)行攻絲。其小直徑內(nèi)圓上設(shè)計(jì)有螺紋孔,這就存在機(jī)床主軸及附件尺寸限位無(wú)法加工及內(nèi)圓螺紋鉗工攻絲時(shí)無(wú)法保持垂直度的情況。

圖1 內(nèi)腔弧面攻絲

針對(duì)此類問(wèn)題,提出了一個(gè)反向攻絲方案。如圖2所示。

攻絲前底孔需要進(jìn)行鏜孔,或者鉆鉸孔,必須保證底孔的粗糙度在Ra 6.3的范圍內(nèi),底孔的直徑給出定值,誤差控制在 ±0.1 mm的范圍內(nèi);定制旋轉(zhuǎn)把手,鎖緊螺母,對(duì)應(yīng)底孔套桿,帶銷柱緊固螺釘,定位環(huán)套,定位環(huán)套外徑和螺紋底孔處于間隙配合,配合公差(0,+0.05)mm,采購(gòu)反向絲錐。定位環(huán)套保持攻絲頭與孔處于垂直狀態(tài)。

攻絲操作流程如下:①如圖2所示,將套桿與把手裝配,并用鎖緊螺紋緊固鏈接;②將套桿從工件外圓穿過(guò)螺紋底孔(通孔),套筒部分完全探出內(nèi)圓端底孔;③將定位環(huán)套裝配到絲錐前端;④將絲錐前端方形柱銷塞入套桿套筒內(nèi),用帶銷螺釘緊固鏈接;⑤確認(rèn)裝配無(wú)誤后,采用手動(dòng)逆時(shí)針的方式邊轉(zhuǎn)動(dòng)把手邊輕微后拉把手(注:加工右旋螺紋逆時(shí)針轉(zhuǎn),加工左旋螺紋順時(shí)針轉(zhuǎn)),直到絲錐旋入到給定深度停止;反向轉(zhuǎn)動(dòng)把手旋出即可完成攻絲[3];⑥使用通止規(guī)確認(rèn)攻絲是否合格。

1.2 端面機(jī)加外圓毛坯面攻絲

在機(jī)械加工中,加工工況瞬息萬(wàn)變,經(jīng)常遇到端面全部加工且?guī)в新菁y孔的要求,圖3是一個(gè)端面全部加工且?guī)в新菁y孔的產(chǎn)品,需要在靠近端面的外圓上進(jìn)行攻絲。

圖3 外圓毛坯面攻絲

當(dāng)機(jī)床加工空間受限無(wú)法加工以及內(nèi)圓螺紋鉗工攻絲時(shí)無(wú)法保持垂直度時(shí),可利用已加工面和孔系制作工裝并使用尼龍校正套保持垂直度的方案。如圖4所示。

根據(jù)已加工的端面和已加工的孔與攻絲孔的位置度關(guān)系,設(shè)計(jì)一個(gè)可固定的工裝和尼龍棒校正套以配合所用絲錐進(jìn)行攻絲;在工裝上設(shè)計(jì)出凸臺(tái),將孔加工,工裝孔長(zhǎng)度大于絲錐的切削刃,粗糙度Ra 6.3,內(nèi)徑尺寸給出定值,誤差控制在±0.1 mm的范圍內(nèi),和尼龍棒外徑處于間隙配合,配合公差(0,+0.05)mm,尼龍棒內(nèi)徑和絲錐也處于間隙配合,配合公差(0,+0.05)mm,尼龍棒的長(zhǎng)度大于絲錐的切削刃。尼龍校正套保持攻絲頭與孔處于垂直。

攻絲操作流程如下:①如圖4所示,將工裝固定在設(shè)計(jì)位置,拔合,確保位置度正確;②將絲錐裝入尼龍校正套內(nèi);③將絲錐和尼龍校正套一起裝入工裝孔內(nèi);④確認(rèn)裝配無(wú)誤后,利用鉸杠手動(dòng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn),待絲錐旋入到給定深度,反向轉(zhuǎn)動(dòng)把手旋出即可完成攻絲;⑤使用通止規(guī)確認(rèn)攻絲是否合格。

1.3 空間干涉角度孔攻絲

在進(jìn)行空間干涉的鉆孔或者攻絲加工時(shí),難度系數(shù)更大。多數(shù)情況下采用的是BIG附件刀柄轉(zhuǎn)換角度的方式去加工。而空間干涉的部位使用BIG附件的選擇少,對(duì)鉆削攻絲的刀具直徑限制大,很多刀具無(wú)法使用;采用彎頭氣鉆加工法雖滿足孔的垂直度和孔徑要求,但卻會(huì)對(duì)產(chǎn)品的加工質(zhì)量產(chǎn)生影響。部分產(chǎn)品的孔系是通孔,可是沉孔和攻絲又在空間干涉的一面,采用先鉆通孔再反拉沉孔的方式可以反拉部分沉孔。通孔直徑小,沉孔直徑大,孔深度屬于深長(zhǎng)孔時(shí),鉆孔沒(méi)有問(wèn)題,可攻絲無(wú)法直接使用反拉的方式去加工,空間角度孔又無(wú)法使用工裝的方案去攻絲。

針對(duì)這種空間干涉角度孔,設(shè)計(jì)了一種特制絲錐的方案,如圖5所示。

圖5 特制絲錐攻絲

將絲錐的1#錐前端導(dǎo)向部位增加一個(gè)定位圓柱,將底孔的粗糙度控制在Ra 6.3,給出內(nèi)徑尺寸定值,誤差控制在±0.1 mm的范圍內(nèi),定位圓柱外徑和螺紋底孔處于間隙配合,配合公差(0,+0.05)mm,定位圓柱長(zhǎng)度大于1#絲錐的導(dǎo)向長(zhǎng)度,定位圓柱保持攻絲頭與孔處于垂直。

攻絲操作流程如下:①將1#絲錐定位圓柱裝入孔內(nèi),確認(rèn)裝配無(wú)誤后,利用鉸杠手動(dòng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)絲錐,待絲錐旋入到給定深度,反向轉(zhuǎn)動(dòng)把手旋出即可完成攻絲;②利用導(dǎo)向?qū)?#絲錐旋入已加工的絲扣內(nèi),利用鉸杠手動(dòng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)絲錐,待絲錐旋入到給定深度后反向轉(zhuǎn)動(dòng)把手旋出即可完成攻絲;③利用導(dǎo)向?qū)?#絲錐旋入已加工的絲扣內(nèi),利用鉸杠手動(dòng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn),待絲錐旋入到給定深度后反向轉(zhuǎn)動(dòng)把手旋出即可完成攻絲;④使用通止規(guī)確認(rèn)攻絲是否合格。

2 結(jié) 語(yǔ)

機(jī)械加工中的攻絲是必不可少的一項(xiàng)工藝,它可以用于制作螺紋孔或接口,被廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、電子等行業(yè)。在進(jìn)行攻絲加工時(shí),需要注意選擇合適的刀頭,嚴(yán)格控制加工過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù),以確保加工效果和質(zhì)量。文中闡述了目前機(jī)加工領(lǐng)域三種不同工況下的手動(dòng)攻絲保持垂直度方案,通過(guò)三種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣對(duì)比及實(shí)際生產(chǎn)的應(yīng)用和驗(yàn)證得出了不同工況下保持垂直度的方法和流程,為同行業(yè)生產(chǎn)制造提供了現(xiàn)實(shí)參考。