手摇式小螺纹攻螺纹机的设计及使用

■ 航天科工惯性技术有限公司 （北京 100074） 贺东溥 巩 鹏

攻螺纹一般根据生产批量及劳动强度选择手用丝锥进行手工攻螺纹或者选择机用丝锥进行机床攻螺纹。手工攻螺纹具有操作简便可控和不受生产空间场合限制等优点，但劳动强度高、加工效率低；机床攻螺纹具有自动化程度高、加工效率高等优点，但加工过程出现不可预测的异常情况时易造成丝锥和工件的损坏。

以平台惯导系统、卫星导航系统等为代表的惯性导航系统，其产品结构件作为重要组成部分和装配调试基础，为了产品的减重需要常采用铸件作为工件的原材料，并设计有较多用于装配电气零部件的小规格螺纹孔。由于产品上螺纹孔数量多且尺寸规格小，丝锥易损坏；且铸件材料内部不均匀、常出现高硬度的杂质，因此需要随时调整丝锥转速、反转断屑或反复攻螺纹，常规的手工攻螺纹和机床攻螺纹均不能满足加工需求，为此设计了一种手摇式小螺纹攻螺纹机。

1. 攻螺纹机设计

首先攻螺纹机应能够解决机床攻螺纹遇到工件材料硬杂质或丝锥损坏时不能及时停机造成工件损毁的问题，其次应兼具降低劳动强度和提高生产效率等优点。

为便于钳工操作，攻螺纹机设计为竖直摇柄式，通过机械传动将摇柄竖直面转动转化为丝锥水平面转动，同时具备轴向进给作用。锥齿轮传动机构在降低劳动强度的同时可以直接计算攻螺纹深度；操作人员能够通过手柄感知丝锥的工作状态，及时停车或者反转断屑，保护刀具和工件。

该手摇式小螺纹攻螺纹机结构紧凑、操作简便，其主要工作部分结构如图1所示。

上锥形齿轮、下锥形齿轮中部有通孔，主轴穿过其中，两者分别处在支架的上、下部分并与主动齿轮啮合。主轴的顶部设计有配重球，通过其重力作用为主轴及丝锥提供对工件的下压力，同时作为抬起主轴的把手，主轴下端装有丝锥夹套。下锥形齿轮上设计有键槽，与键采用过盈配合组装在一起。主轴主体杆的中下部设计有长键槽，与固定在下锥形齿轮上的键形成移动副，该移动副能够保证主轴在任意高度跟随下锥形齿轮同轴转动。

2. 操作实施过程

攻螺纹机的工作方式为：主动齿轮与上、下锥形齿轮啮合，摇动手柄带动主动齿轮转动，上锥形齿轮、下锥形齿轮随之转动，下锥形齿轮通过键驱动主轴及丝锥转动。手柄正转时丝锥向下攻螺纹，反转则丝锥退刀或断屑。

为提高攻螺纹机的稳定性、便于工件的装夹，攻螺纹机的工作部分可如图2所示固定在工作台上。

图1 手摇式小螺纹攻螺纹机主要工作部分结构

图2 手摇式小螺纹攻螺纹机固定方式

攻螺纹前，首先将工件置于工作台上，手持顶部配重球抬起主轴，利用重力作用将固定于主轴夹头上的丝锥压在工件上的螺纹底孔位置。由于主动齿轮与上、下锥形齿轮的传动比为常值，可根据该值计算所攻螺纹深度与手柄旋转圈数的关系。攻螺纹机主动齿轮和上锥形齿轮、下锥形齿轮的齿数分别为Z1＝108、Z2＝Z3＝24，其传动比i＝Z2/Z1＝1∶4.5，即主动轮转动一圈，丝锥可攻入4.5圈。

攻螺纹过程中，操作人员可通过手柄感知丝锥工作状态并计算所攻螺纹深度，攻螺纹机可通过停转或反转手柄随时停止工作或退刀、断屑，尤其适用于丝锥易损坏的铸件工件的小规格螺纹的攻螺纹加工。

3. 注意事项

该手摇式小螺纹攻螺纹机解决了以铸件小螺纹为代表的攻螺纹难题，但同时也需要操作人员注意如下问题。

1）加工前应根据所加工的螺纹规格及工件规格材料，选择相应的丝锥及攻螺纹机固定方式。

2）在开始攻螺纹时，利用攻螺纹机主轴部分的自身重力，将丝锥压在工件螺纹底孔上，因此应缓慢进给，以保证丝锥顶尖部顺利平稳地刃入工件。

3）在攻螺纹的过程中，操作人员可以直接通过手柄感知丝锥的工作状态，遇到堆屑、硬杂质等特殊情况要及时停车或者反转退刀断屑。

4）完成攻螺纹、退刀时，应注意保护工件，用手指托住丝锥夹柄，以有效地防止丝锥退出时尖部划伤工件。

综上，手摇式攻螺纹机的使用技巧可概括为：选择规格、缓慢刃入、注意手感、反应及时和退刀保护。