导柱梯形扣机用丝锥的设计

仲秀娟

[摘 要]导柱梯形扣机用丝锥与普通梯形扣机用丝锥不同，它一次切削替代了普通梯形扣机用丝锥I、II锥两次切削，这样有效地改善了加工工件的效率。

[关键词]导柱梯形扣机用丝锥；设计；工艺；技术条件

中图分类号：TK239 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）10-0021-02

一.导柱梯形扣机用丝锥的设计

1.引言

普通梯形扣机用丝锥，用于切削较大规格或较硬材料的梯形螺纹用丝锥，由于切削截面积较大，一只丝锥往往承受不了切削负荷，这时可采用一组数支丝锥分担切削负荷，如果Ⅰ、Ⅱ锥组合加工内梯形扣需要两次装夹Ⅰ、Ⅱ锥组，二次切削。我们研制了一种能替代这种Ⅰ、Ⅱ锥梯形扣机用丝锥，即导柱体形扣组合机用丝锥，它可以一次装夹，一次切削完成Ⅰ、Ⅱ锥组合能完成的内梯形扣螺纹。这种丝锥切削时首先引导柱带入切削部分进入被加工产品孔内，粗切部分完成螺纹的粗切齿形，再由精切部分完成精确齿形，校正部分，校正齿形，追后由后引导柱部分进行毛刺处理，一次性完成内螺纹的切削。

2.（1）设计导柱梯形扣机用丝锥的外廓（见图1）

如图：由前引导部分、颈部、粗切部分（顶刃切削）、精切部分（侧刃切削）、校正部分、后引导部分、柄部等组成。螺纹部分外径、底径尺寸不变，为提高切削螺纹精度和降低螺纹表面粗糙度，所以采取中径不等的设计。前引导部分和后引导部分设计成圆柱形，其外径等于被切削螺纹的内径。粗切部分制成前锥，前锥角度根据丝锥外径d和外径最小尺寸dx计算得出。精切部分，中径制成1：16锥度，斜角根据中径锥度和精切部分长度计算。

（2）设计粗切部分齿形（见图2）

如图：梯形螺纹牙型角305°且对称，305°梯形螺纹比普通605°或555°螺纹的牙型中径处要厚这样强度高，比其它牙型螺纹更耐磨，但最小直径不能太小，前斜角度计算方法是α=arctg[（d-dx）/2×L]，外径、中径对中心线的跳动公差为0.02mm。外径、中径、底径尺寸如图。

（3）设计精切部分齿形

如图：精切与粗切外径、底径等同，只有中径不等，精切没有前锥，但中径有锥度1：16，角度计算方法β=arctg[（d-d2）/2×L]

（4）设计校正部分齿形（见图3）

如图：外径、中径、底径、齿形角度与精切部分相同，没有前斜角度和中径斜度，主要起校正作用。

（5）丝锥沟型设计（见图4）

如图：沟型角475°，前角3° 4个容屑槽，刃宽f=10 芯厚D=18 中径铲磨量K的计算方法是k=d2×tan（30′～50′）/Z 刃宽铲磨量（见图5）

K′=f×tan（3°～5°）。

（6）方尾设计：

方尾起传递扭距的作用，方尾处的尺寸跟据国家标准按装夹结构设计。

二、导柱梯形扣机用丝锥工艺编制：

1、车各部：尺寸按图；（1）车前导柱刃部外圆、前锥、空刀

（2）车柄部外圆、倒角、空刀、后导柱。

（3）前导柱、后导柱、刃柄部、前导柱圆柱面、后导柱圆柱面对轴线的径向圆跳动公差为0.1mm

2、 铣方尾：尺寸按图；（1）方头对柄部的对称度公差不应超过方头尺寸a的公差，（2）用四瓣顶尖顶的四刃痕与方尾错开90°

3、车螺纹：尺寸按图；螺距累计误差在25mm内不大于±0.1mm，

螺纹中径对轴线径向圆跳动公差为0.1mm

4、铣刃沟：尺寸按图；

（1）方尾与刃沟的相对位置同批工件一致

（2）前刃面对中心线的轴向平行度公差0.1mm

（3）铣刃沟的长度以走出刃部后，向后引导部分延伸30mm

5、热处理：（1）工作部分硬度63HRC～66HRC

柄部部分硬度43HRC～48HRC

（2）热处理后不允许有烧伤及磕刃等现象

（3）外径对轴线的径向圆跳动公差为0.2mm

6、研两端中心孔：研两端中心孔面积不少于锥面的2/3，并且不得有扁圆及损伤

7、抛光：沟底抛亮

8、磨刀齿前刃面：尺寸按图；（1）磨沟槽时磨削量要均匀一致，沟长要一致，并且与沟底要圆滑过度。

（4）沟底延槽长要求平直。

（5）丝锥各齿在圆周上的不等分误差不超过0.1mm。

（6）同一丝锥刃宽一致性公差0.1mm。

9、磨刃柄部、前后导柱外圆（包括前锥）：尺寸按图；丝锥柄部、前导部、后导部对公共轴线的径向圆跳动公差为0.02mm，精切削部分0.02mm，校准部分0.03mm。前锥即粗切部分的斜向圆跳动公差为0.02mm。

9、磨螺纹：（铲磨外径、中径）磨刀齿后角及螺纹部分（1）丝锥工作部分对轴线的径向圆跳动切削部分0.04mm，校准部分0.03mm（2）丝锥铲磨外径和中经（3）测量中径时用三沟螺纹比较仪，测量前先用校齿棒校准三沟螺纹比较仪，然后在检查丝锥（4）丝锥中径的检查部位在校准部分起点检查（5）在25mm长度上任意两螺距公差±0.009mm

5、 铲磨前锥：（1）铲前锥切削部分的径向圆跳动公差0.02mm

（2）丝锥铲后角3°～5°

6、激光打字：（1）字迹清晰、深浅适宜（2）标志内容：商标、螺纹代号、公差带代号、丝锥的螺旋方向、材料代号（3）标志内容按延轴向排列（4）字号3.5mm

三、技术要求

1、热处理硬度：刃部——63HRC～66HRC

柄部——43HRC～48HRC

2、切削部分、校准部分、柄部部分、导柱部分径向圆跳动0.01mmendprint

3、轴向上小于半个齿的不完整齿磨掉

4、刀齿前刃面与刃沟的连接处应圆滑过渡

5、丝锥表面不得有裂痕、锈蚀、及磨削烧伤等影响使用性能的缺陷

6、切削部分铲磨量后角3°～5°

四、技术条件

待加工零件要求应具有较高的同轴度、垂直度和良好的表面粗糙度，因该中丝锥的工作部分为切削部分和校准部分，前者磨有切削锥，担负切削工作，后者用以校准螺纹的尺寸和形状。在孔加工时，必须考虑孔径、孔深等因素，针对不同加工材料，确定适宜的加工条件。攻丝时端面孔要倒角，丝锥要与工件的孔同轴；攻丝开始时应施加轴向压力。在丝锥切入出和出口处要保证丝锥的大径精度；如果中径精度差，将影响被加工工件质量。

五、加工条件

适当降低切削速度，因为切削速度高容易引起切削振动。切削振动是切削系统一种动态不稳定现象，不但会影响加工工件表面质量，也是引起噪音的主要原因。高速切削时主轴和刀具不可避免的存在着振动，从而影响工件的表面质量，振动也是影响加工工件质量和切削效率的重要因素之一。另外切削速度高容易引起切削热，切削热可导致被加工工件产生变形，影响工件的表面质量。由此可见适合的切削速度既能保证产品的加工质量，又能提高刀具的使用寿命。

六、切削液的选择

对孔加工所用的切削液，应特别重视其润滑性能，性能良好的切削液易于附着在容屑槽内，通过容屑槽内更易达到加工部位，这可以有效减少切削过程中的摩擦，改善散热条件，减少功率消耗和工具磨损，延长工具使用寿命，同时也便于排屑。

结语

导柱梯形扣机用丝锥经厂家使用后，提高了I 、II 锥加工产品的效率，同时也达到了成组丝锥铰削出来的表面光洁度，它既能保证产品加工质量，又能节省加工时间。因此导柱梯形扣机用丝锥对大批生产产品，能够大大的提高生产效率。今后我们要不断创新，生产出更多的复杂刀具，不断地为用户的需要研制出更多的新型刀具。

参考文献

[1] 袁哲俊，刘华明主编。金属切削刀具设计手册——北京：机械工业出版社，2008.6.

[2] 中国机械工业标准化汇编——2版 北京：中国标准出版社 2005.

（1）螺纹刀具——标准——汇编——中国. IV.TH-65.

（2）GB/T145_2001中心孔.

[3] 中华人民共和国国家标准高速工具钢.GB/T9943-2008中国标准出版社出版发行.endprint

3、轴向上小于半个齿的不完整齿磨掉

4、刀齿前刃面与刃沟的连接处应圆滑过渡

5、丝锥表面不得有裂痕、锈蚀、及磨削烧伤等影响使用性能的缺陷

6、切削部分铲磨量后角3°～5°

四、技术条件

待加工零件要求应具有较高的同轴度、垂直度和良好的表面粗糙度，因该中丝锥的工作部分为切削部分和校准部分，前者磨有切削锥，担负切削工作，后者用以校准螺纹的尺寸和形状。在孔加工时，必须考虑孔径、孔深等因素，针对不同加工材料，确定适宜的加工条件。攻丝时端面孔要倒角，丝锥要与工件的孔同轴；攻丝开始时应施加轴向压力。在丝锥切入出和出口处要保证丝锥的大径精度；如果中径精度差，将影响被加工工件质量。

五、加工条件

适当降低切削速度，因为切削速度高容易引起切削振动。切削振动是切削系统一种动态不稳定现象，不但会影响加工工件表面质量，也是引起噪音的主要原因。高速切削时主轴和刀具不可避免的存在着振动，从而影响工件的表面质量，振动也是影响加工工件质量和切削效率的重要因素之一。另外切削速度高容易引起切削热，切削热可导致被加工工件产生变形，影响工件的表面质量。由此可见适合的切削速度既能保证产品的加工质量，又能提高刀具的使用寿命。

六、切削液的选择

对孔加工所用的切削液，应特别重视其润滑性能，性能良好的切削液易于附着在容屑槽内，通过容屑槽内更易达到加工部位，这可以有效减少切削过程中的摩擦，改善散热条件，减少功率消耗和工具磨损，延长工具使用寿命，同时也便于排屑。

结语

导柱梯形扣机用丝锥经厂家使用后，提高了I 、II 锥加工产品的效率，同时也达到了成组丝锥铰削出来的表面光洁度，它既能保证产品加工质量，又能节省加工时间。因此导柱梯形扣机用丝锥对大批生产产品，能够大大的提高生产效率。今后我们要不断创新，生产出更多的复杂刀具，不断地为用户的需要研制出更多的新型刀具。

参考文献

[1] 袁哲俊，刘华明主编。金属切削刀具设计手册——北京：机械工业出版社，2008.6.

[2] 中国机械工业标准化汇编——2版 北京：中国标准出版社 2005.

（1）螺纹刀具——标准——汇编——中国. IV.TH-65.

（2）GB/T145_2001中心孔.

[3] 中华人民共和国国家标准高速工具钢.GB/T9943-2008中国标准出版社出版发行.endprint

3、轴向上小于半个齿的不完整齿磨掉

4、刀齿前刃面与刃沟的连接处应圆滑过渡

5、丝锥表面不得有裂痕、锈蚀、及磨削烧伤等影响使用性能的缺陷

6、切削部分铲磨量后角3°～5°

四、技术条件

待加工零件要求应具有较高的同轴度、垂直度和良好的表面粗糙度，因该中丝锥的工作部分为切削部分和校准部分，前者磨有切削锥，担负切削工作，后者用以校准螺纹的尺寸和形状。在孔加工时，必须考虑孔径、孔深等因素，针对不同加工材料，确定适宜的加工条件。攻丝时端面孔要倒角，丝锥要与工件的孔同轴；攻丝开始时应施加轴向压力。在丝锥切入出和出口处要保证丝锥的大径精度；如果中径精度差，将影响被加工工件质量。

五、加工条件

适当降低切削速度，因为切削速度高容易引起切削振动。切削振动是切削系统一种动态不稳定现象，不但会影响加工工件表面质量，也是引起噪音的主要原因。高速切削时主轴和刀具不可避免的存在着振动，从而影响工件的表面质量，振动也是影响加工工件质量和切削效率的重要因素之一。另外切削速度高容易引起切削热，切削热可导致被加工工件产生变形，影响工件的表面质量。由此可见适合的切削速度既能保证产品的加工质量，又能提高刀具的使用寿命。

六、切削液的选择

对孔加工所用的切削液，应特别重视其润滑性能，性能良好的切削液易于附着在容屑槽内，通过容屑槽内更易达到加工部位，这可以有效减少切削过程中的摩擦，改善散热条件，减少功率消耗和工具磨损，延长工具使用寿命，同时也便于排屑。

结语

导柱梯形扣机用丝锥经厂家使用后，提高了I 、II 锥加工产品的效率，同时也达到了成组丝锥铰削出来的表面光洁度，它既能保证产品加工质量，又能节省加工时间。因此导柱梯形扣机用丝锥对大批生产产品，能够大大的提高生产效率。今后我们要不断创新，生产出更多的复杂刀具，不断地为用户的需要研制出更多的新型刀具。

参考文献

[1] 袁哲俊，刘华明主编。金属切削刀具设计手册——北京：机械工业出版社，2008.6.

[2] 中国机械工业标准化汇编——2版 北京：中国标准出版社 2005.

（1）螺纹刀具——标准——汇编——中国. IV.TH-65.

（2）GB/T145_2001中心孔.

[3] 中华人民共和国国家标准高速工具钢.GB/T9943-2008中国标准出版社出版发行.endprint