手動攻絲垂直度方案探討*

撖俊虎,董兆鵬

(共享裝備股份有限公司,寧夏 銀川 750021)

0 引 言

攻絲是指通過一種特殊的切削工具將螺旋形之線壓入工件內達到制造螺紋孔或接口的加工方法,也稱為螺紋攻削。攻絲可以使用手動攻絲器或機械攻絲機進行加工,但機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機床或其他數控機床上,它可以自動控制切削進給深度和方向,從而實現快速高效的攻絲加工。攻絲刀頭的種類繁多,常見的有螺紋刀、螺紋絲錐等。攻絲在機械加工中應用十分廣泛,主要用于制作螺紋孔或接口,可以發揮很多功能[1]。

手動攻絲可以使用支架,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整位置,以確保攻絲頭處于垂直狀態。最后,通過轉動攻絲頭完成攻絲操作。也可以使用角度尺、卡尺和水平儀來測量攻絲頭是否處于垂直狀態。如果攻絲頭不垂直,則可以使用調整螺絲或其他調整工具進行校正。保持攻絲的垂直度至關重要,在進行攻絲操作之前,需確保使用正確的工具和方法來保持攻絲垂直狀態,以確保產生最佳的結果[2]。常規的螺紋孔機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,支架、角度尺、水平儀等測量設備無法輔助,絲錐無法保持攻絲的垂直度。

針對上述問題,筆者給出了幾種不同工況下的手動攻絲保持垂直度方案,通過對比了幾種方案的加工性能及操作流程可知:①內腔弧面側壁是正鉆反攻的螺紋,在通孔的狀態下,采用反向攻絲方案;②端面機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 手動攻絲垂直度方案

目前在機械加工中常常采用以下3種手動攻絲保持垂直度的加工方案。

1.1 內腔弧面攻絲

在機械加工中常常會遇到一些腔體類零件,此類零件會產生很多的觀察孔、注油孔、穿線孔、空氣冷卻孔等,這些都是通孔的情況。圖1所示是一個內腔弧面干涉通孔的產品,需要在內腔弧面側壁進行攻絲。其小直徑內圓上設計有螺紋孔,這就存在機床主軸及附件尺寸限位無法加工及內圓螺紋鉗工攻絲時無法保持垂直度的情況。

圖1 內腔弧面攻絲

針對此類問題,提出了一個反向攻絲方案。如圖2所示。

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

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螺紋底孔(通孔),套筒部分完全探出內圓端底孔;③將定位環套裝配到絲錐前端;④將絲錐前端方形柱銷塞入套桿套筒內,用帶銷螺釘緊固鏈接;⑤確認裝配無誤后,采用手動逆時針的方式邊轉動把手邊輕微后拉把手(注:加工右旋螺紋逆時針轉,加工左旋螺紋順時針轉),直到絲錐旋入到給定深度停止;反向轉動把手旋出即可完成攻絲[3];⑥使用通止規確認攻絲是否合格。

1.2 端面機加外圓毛坯面攻絲

在機械加工中,加工工況瞬息萬變,經常遇到端面全部加工且帶有螺紋孔的要求,圖3是一個端面全部加工且帶有螺紋孔的產品,需要在靠近端面的外圓上進行攻絲。

圖3 外圓毛坯面攻絲

當機床加工空間受限無法加工以及內圓螺紋鉗工攻絲時無法保持垂直度時,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。

根據已加工的端面和已加工的孔與攻絲孔的位置度關系,設計一個可固定的工裝和尼龍棒校正套以配合所用絲錐進行攻絲;在工裝上設計出凸臺,將孔加工,工裝孔長度大于絲錐的切削刃,粗糙度Ra 6.3,內徑尺寸給出定值,誤差控制在±0.1 mm的范圍內,和尼龍棒外徑處于間隙配合,配合公差(0,+0.05)mm,尼龍棒內徑和絲錐也處于間隙配合,配合公差(0,+0.05)mm,尼龍棒的長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,將工裝固定在設計位置,拔合,確保位置度正確;②將絲錐裝入尼龍校正套內;③將絲錐和尼龍校正套一起裝入工裝孔內;④確認裝配無誤后,利用鉸杠手動順時針旋轉,待絲錐旋入到給定深度,反向轉動把手旋出即可完成攻絲;⑤使用通止規確認攻絲是否合格。

1.3 空間干涉角度孔攻絲

在進行空間干涉的鉆孔或者攻絲加工時,難度系數更大。多數情況下采用的是BIG附件刀柄轉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,對鉆削攻絲的刀具直徑限制大,很多刀具無法使用;采用彎頭氣鉆加工法雖滿足孔的垂直度和孔徑要求,但卻會對產品的加工質量產生影響。部分產品的孔系是通孔,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,孔深度屬于深長孔時,鉆孔沒有問題,可攻絲無法直接使用反拉的方式去加工,空間角度孔又無法使用工裝的方案去攻絲。

針對這種空間干涉角度孔,設計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#錐前端導向部位增加一個定位圓柱,將底孔的粗糙度控制在Ra 6.3,給出內徑尺寸定值,誤差控制在±0.1 mm的范圍內,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,定位圓柱長度大于1#絲錐的導向長度,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,確認裝配無誤后,利用鉸杠手動順時針旋轉絲錐,待絲錐旋入到給定深度,反向轉動把手旋出即可完成攻絲;②利用導向將2#絲錐旋入已加工的絲扣內,利用鉸杠手動順時針旋轉絲錐,待絲錐旋入到給定深度后反向轉動把手旋出即可完成攻絲;③利用導向將3#絲錐旋入已加工的絲扣內,利用鉸杠手動順時針旋轉,待絲錐旋入到給定深度后反向轉動把手旋出即可完成攻絲;④使用通止規確認攻絲是否合格。

2 結 語

機械加工中的攻絲是必不可少的一項工藝,它可以用于制作螺紋孔或接口,被廣泛應用于汽車、機械、電子等行業。在進行攻絲加工時,需要注意選擇合適的刀頭,嚴格控制加工過程中的各項參數,以確保加工效果和質量。文中闡述了目前機加工領域三種不同工況下的手動攻絲保持垂直度方案,通過三種設計方案的優劣對比及實際生產的應用和驗證得出了不同工況下保持垂直度的方法和流程,為同行業生產制造提供了現實參考。