螺栓螺母的加工与连接

吴联进

一、本实践活动项目的主要内容

本实践活动项目“螺栓螺母的加工与连接”是与高中通用技术课本必修模块技术与设计1（苏教版）第七章“模型或原型的制作”的第二小节“工艺”相配套的学生实践活动项目，该实践活动是把铁钉改造为螺栓，以铝板为材料制作出螺母，实现螺纹螺母的配合连接。这个活动项目覆盖了金工工艺的各个加工环节即划线、锯割、锉削、钻孔、攻内螺纹（攻丝）和套外螺纹连接（套丝）、连接等。

二、本实践活动项目的教学目标

1.通过本活动项目的实践，使学生全面体验和练习金工工艺中各个工序的操作技能及相应工具的使用方法。

2.通过本活动项目的实践，能轻松地把学生带入到技术世界里，更好地体验技术的内涵和美妙，提高对工艺的选择能力。

3.通过本活动项目的实践，激发学生学习技术的兴趣。

三、本实践活动项目的重难点

重点是螺母螺栓的制作；难点是螺栓的制作。

四、本实践活动项目的教学实施

（一）活动目的

自制螺栓和螺母，实现螺纹螺母连接。

（二）活动准备

工具：划针、样冲、钢锯、角尺、丝锥及扳手、板牙及扳手、台虎钳、台钻、圆头锤、锉刀等，钢丝刷、角尺、游标卡尺等。

材料：3寸（直径为4 mm）铁钉，8 mm（厚）的铝板。

（三）活动过程

1.螺栓的加工

把图1所示的铁钉（直径为4 mm）加工成螺栓，加工的主要环节和步骤如下：

（1）划线

划线主要包括螺栓圆柱体长度的划线、螺纹长度的划线和扁平头部的凹槽划线。

（2）锯割

锯割包括铁钉尖端部圆柱体的锯割、扁平头部的“十”字或“一”字凹槽的锯割。

（3）锉削（倒角）

把铁钉圆柱杆的锯割端锉削（倒角）成150～200的圆锥体。

（4）套丝

就是利用板牙在圆柱体的外表面上加工出外螺纹的操作。

套丝前，要详细了解板牙的结构，确定板牙的孔径，板牙的孔径由下式确定：

查表可知M4螺距为0.7，因此，可近似选用直径为4 mm的板牙。

为保证加工出的外螺纹的质量，套丝时要注意以下几点：

①套丝时应保持板牙端面与圆柱杆轴线垂直；

②套丝开始时双手顺时针均匀旋转板牙，并施加轴向压力，当板牙切入后取消压力；

③为了断屑，板牙要经常逆时针旋转，为了提高螺纹表面质量和板牙使用寿命，要加切削液。

2.螺母的加工

用厚度约为8 mm的铝板制作一个边长约8 mm、内螺孔直径为4 mm的六角螺母，其制作流程如下：

（1）划线

包括六角螺母外形划线、内螺纹中心孔划线，在铝板上划线时，六角形的一边宜与铝板的边界重合，这样在锯割时，只需锯割另外的5条边。

（2）钻孔

在已划线的中心孔位置钻底孔，底孔的直径可依下式确定：

查表可知M4的螺距P=0.7 mm，即底孔直径，故选用Φ3.3麻花钻头进行钻孔。

（3）攻丝

利用丝锥在圆柱孔内表面上加工出内螺纹的操作。

攻丝要用到丝锥及扳手，套丝前要详细了解丝锥的结构，确定丝锥的规格，根据内外螺纹相匹配的道理，选用M4丝锥进行攻丝，攻丝时应注意以下几点：

①钻孔后孔口倒角（本实践活动此步骤省略）；

②攻丝时丝锥应垂直于孔的中心线的垂直面；

③当丝锥切入1～2圈时，用目测或直角尺前后、左右两个方向检查丝锥是否垂直，在校正、攻丝时，每扳铰杠1/2～1圈时，要倒转约1/2圈，使切屑断裂易于排出，攻丝时应顺时针旋转，若感到吃力时即逆时针旋转180度。再吃力时可适当加一点冷却液（根据被攻工件的材质而定）；

（3）锯割

按照划线，锯割出六角形状的螺母。

（4）锉削

锉削包括六角螺母的六个侧平面锉削和上、下底面的倒角锉削，先锉削侧平面，锉削时，要保证每个面的平整度和垂直度，使上下底面成规则的六角形；上下底面的倒角锉削，要根据所划好的线条，将工件平行装夹于平口钳上，用锉刀加工出15°倒角，要求倒角面圆滑，如图2所示是加工好的螺母。

（5）连接

把加工好的螺栓和螺母进行配合，根据内外螺纹配合顺畅程度对螺栓和螺母进行修正。如图3所示是加工好的螺栓和螺母的配合连接图。

五、本实践活动项目的教后反思

本实践活动项目的设计有几点说明如下：

1.关于加工流程时序的安排

（1）铁钉扁平头的“一”字或“十”凹槽的加工应在铁钉的套丝之前，因为当铁钉的圆柱杆有螺纹时就不好夹持了。

（2）在一般的钳工基本技能实训教学中，六角螺母的加工流程一般为划线—成型锯割—锉削—螺孔加工—外形倒角，而本实践活动的操作流程为划线—螺孔加工—成型锯割—锉削（包括外形）倒角，这样便于夹持或手持铝板进行钻孔，会使整个加工过程变得简练、紧凑，在通常的加工方法中，在经历了锯割和锉削的夹持后，已经划好的孔的中心线可能会变得模糊，可能要重新划，而本实践操作的流程是划线后直接先螺孔加工，同时又不影响六角成型加工，这样显得简练。本实践活动中的倒角实际上就是锉削，因此，把侧平面的锉削加工和上下底面的倒角锉削加工连在一起，显得更加紧凑。

2.由于使用手工攻丝时，M6以内的用一次攻丝，M8-M16丝锥采取头攻和二攻，M18以上使用三支一组，由于本实践活动的螺孔的直径（大径）为4 mm，同时铝板不如钢材硬，故本实践活动的攻丝用M4丝锥一次攻丝。

3.本实践活动用铝板作为制作螺母的材料，降低了操作难度，增加了操作的亲切度，还巧妙地降低了本实践活动中的操作难点，提高了课堂的趣味性。

4.本实践活动项目取材方便、成本低廉，易于普及和推广

螺栓和螺母的制作是在钳工基本技能实训教学中经常采用的载体，而本实践活动用铁钉制作螺栓，用铝板制作螺母，是教学设计的一种创新，具有推广价值。由于本活动项目的设计新颖、合理科学、便于操作，学生的上课热情很高，课堂效果相当好，值得推广。

（作者单位 浙江省温州中学）