手搖式小螺紋攻螺紋機(jī)的設(shè)計(jì)及使用

■ 航天科工慣性技術(shù)有限公司 （北京 100074） 賀東溥 鞏 鵬

攻螺紋一般根據(jù)生產(chǎn)批量及勞動(dòng)強(qiáng)度選擇手用絲錐進(jìn)行手工攻螺紋或者選擇機(jī)用絲錐進(jìn)行機(jī)床攻螺紋。手工攻螺紋具有操作簡(jiǎn)便可控和不受生產(chǎn)空間場(chǎng)合限制等優(yōu)點(diǎn)，但勞動(dòng)強(qiáng)度高、加工效率低；機(jī)床攻螺紋具有自動(dòng)化程度高、加工效率高等優(yōu)點(diǎn)，但加工過(guò)程出現(xiàn)不可預(yù)測(cè)的異常情況時(shí)易造成絲錐和工件的損壞。

以平臺(tái)慣導(dǎo)系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等為代表的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件作為重要組成部分和裝配調(diào)試基礎(chǔ)，為了產(chǎn)品的減重需要常采用鑄件作為工件的原材料，并設(shè)計(jì)有較多用于裝配電氣零部件的小規(guī)格螺紋孔。由于產(chǎn)品上螺紋孔數(shù)量多且尺寸規(guī)格小，絲錐易損壞；且鑄件材料內(nèi)部不均勻、常出現(xiàn)高硬度的雜質(zhì)，因此需要隨時(shí)調(diào)整絲錐轉(zhuǎn)速、反轉(zhuǎn)斷屑或反復(fù)攻螺紋，常規(guī)的手工攻螺紋和機(jī)床攻螺紋均不能滿足加工需求，為此設(shè)計(jì)了一種手搖式小螺紋攻螺紋機(jī)。

1. 攻螺紋機(jī)設(shè)計(jì)

首先攻螺紋機(jī)應(yīng)能夠解決機(jī)床攻螺紋遇到工件材料硬雜質(zhì)或絲錐損壞時(shí)不能及時(shí)停機(jī)造成工件損毀的問(wèn)題，其次應(yīng)兼具降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)效率等優(yōu)點(diǎn)。

為便于鉗工操作，攻螺紋機(jī)設(shè)計(jì)為豎直搖柄式，通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)將搖柄豎直面轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為絲錐水平面轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)具備軸向進(jìn)給作用。錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在降低勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)可以直接計(jì)算攻螺紋深度；操作人員能夠通過(guò)手柄感知絲錐的工作狀態(tài)，及時(shí)停車或者反轉(zhuǎn)斷屑，保護(hù)刀具和工件。

該手搖式小螺紋攻螺紋機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便，其主要工作部分結(jié)構(gòu)如圖1所示。

上錐形齒輪、下錐形齒輪中部有通孔，主軸穿過(guò)其中，兩者分別處在支架的上、下部分并與主動(dòng)齒輪嚙合。主軸的頂部設(shè)計(jì)有配重球，通過(guò)其重力作用為主軸及絲錐提供對(duì)工件的下壓力，同時(shí)作為抬起主軸的把手，主軸下端裝有絲錐夾套。下錐形齒輪上設(shè)計(jì)有鍵槽，與鍵采用過(guò)盈配合組裝在一起。主軸主體桿的中下部設(shè)計(jì)有長(zhǎng)鍵槽，與固定在下錐形齒輪上的鍵形成移動(dòng)副，該移動(dòng)副能夠保證主軸在任意高度跟隨下錐形齒輪同軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

2. 操作實(shí)施過(guò)程

攻螺紋機(jī)的工作方式為：主動(dòng)齒輪與上、下錐形齒輪嚙合，搖動(dòng)手柄帶動(dòng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，上錐形齒輪、下錐形齒輪隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，下錐形齒輪通過(guò)鍵驅(qū)動(dòng)主軸及絲錐轉(zhuǎn)動(dòng)。手柄正轉(zhuǎn)時(shí)絲錐向下攻螺紋，反轉(zhuǎn)則絲錐退刀或斷屑。

為提高攻螺紋機(jī)的穩(wěn)定性、便于工件的裝夾，攻螺紋機(jī)的工作部分可如圖2所示固定在工作臺(tái)上。

圖1 手搖式小螺紋攻螺紋機(jī)主要工作部分結(jié)構(gòu)

圖2 手搖式小螺紋攻螺紋機(jī)固定方式

攻螺紋前，首先將工件置于工作臺(tái)上，手持頂部配重球抬起主軸，利用重力作用將固定于主軸夾頭上的絲錐壓在工件上的螺紋底孔位置。由于主動(dòng)齒輪與上、下錐形齒輪的傳動(dòng)比為常值，可根據(jù)該值計(jì)算所攻螺紋深度與手柄旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的關(guān)系。攻螺紋機(jī)主動(dòng)齒輪和上錐形齒輪、下錐形齒輪的齒數(shù)分別為Z1＝108、Z2＝Z3＝24，其傳動(dòng)比i＝Z2/Z1＝1∶4.5，即主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，絲錐可攻入4.5圈。

攻螺紋過(guò)程中，操作人員可通過(guò)手柄感知絲錐工作狀態(tài)并計(jì)算所攻螺紋深度，攻螺紋機(jī)可通過(guò)停轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)手柄隨時(shí)停止工作或退刀、斷屑，尤其適用于絲錐易損壞的鑄件工件的小規(guī)格螺紋的攻螺紋加工。

3. 注意事項(xiàng)

該手搖式小螺紋攻螺紋機(jī)解決了以鑄件小螺紋為代表的攻螺紋難題，但同時(shí)也需要操作人員注意如下問(wèn)題。

1）加工前應(yīng)根據(jù)所加工的螺紋規(guī)格及工件規(guī)格材料，選擇相應(yīng)的絲錐及攻螺紋機(jī)固定方式。

2）在開始攻螺紋時(shí)，利用攻螺紋機(jī)主軸部分的自身重力，將絲錐壓在工件螺紋底孔上，因此應(yīng)緩慢進(jìn)給，以保證絲錐頂尖部順利平穩(wěn)地刃入工件。

3）在攻螺紋的過(guò)程中，操作人員可以直接通過(guò)手柄感知絲錐的工作狀態(tài)，遇到堆屑、硬雜質(zhì)等特殊情況要及時(shí)停車或者反轉(zhuǎn)退刀斷屑。

4）完成攻螺紋、退刀時(shí)，應(yīng)注意保護(hù)工件，用手指托住絲錐夾柄，以有效地防止絲錐退出時(shí)尖部劃傷工件。

綜上，手搖式攻螺紋機(jī)的使用技巧可概括為：選擇規(guī)格、緩慢刃入、注意手感、反應(yīng)及時(shí)和退刀保護(hù)。