切削技术--丝攻

切削技術──絲攻機密文件──禁止復印，違者必究！第1頁2005/9/16前言内螺纹（螺母）切削的方法，虽然一般多使用车床切制或用螺丝攻攻牙，但直径小及多量生产等情形时几乎都是以螺丝攻攻牙。攻牙作业多数的情形是在接近最后加工程序，所以一旦发生丝攻折断锣孔扩大或缩小，牙崩裂等困难，就会造成许多不良产品蒙受诸多损害。近年机械游乐自动及高速化的进步，攻牙机也使用到装置有导捍进刀机械的优秀机械了。另一方面被切削的材料越来越有难以切削的倾向，切削条件也以单攻为通常，已更形严格了。攻牙是先以钻头钻妥的下孔径攻出螺纹，是在非常狭窄空间进行切削并将切屑排出。切屑的流动状况因被切削的材料而异，所以使用按用途而发展成功的螺丝攻为合乎理想。兹按以下顺序就螺丝攻的特性、其正确使用法、及发生时的对策等于以说明1.螺丝攻的选定1—1螺丝攻各部的名称（图一）1—2螺丝攻的种类螺丝攻因使用的目的而有种种形状，JIS规格上就规定有手绞丝攻、螺帽丝攻、管用丝攻等等。主要的形状、构造分类者有如表1表-1螺丝攻分类1—3螺丝攻的材质高速度工具钢已由向来所用钨（W）系转用到韧性高的钼（MO）系了，富予钢性的M7高钼高速度工具钢已成了现在代表性的丝攻用钢料。含钼高速度工具钢结晶细致有富予韧性的特性，对热处理温度敏感，容易脱碳，对此必要有高度热处理技术。况且被削材料的高度硬化，攻牙作业又要求高度效率的原故，丝攻材料应配合各个条件需要，有高温度强度必要的情形时选定含钴（CO）高速度工具钢，或于特别需要耐磨性的情形时选定高钒（V）高速度工具钢。表-2所示即代表性螺丝攻用高速度的工具钢：表-2螺丝攻用高速度工具钢切削技術──絲攻機密文件──禁止復印，違者必究！第2頁2005/9/161—4螺丝攻的精度1—4—1振幅柄部与螺纹部偏心的许容差，JIS规格规定如表5。此偏心一大，切削时则需份外力量，内螺纹会扩大（参照图3）也易使丝攻折断或其刃部缺损，选用偏心精度高的丝攻至为重要。表—5柄部与螺纹部偏心的许容值（mm）1—4—2吃入部丝攻的切削作用靠吃入部而行，刃部锋利、耐久性，对内螺纹的精度及加工面光度的影响很大。使用之际吃入部长度的选定至为重要。一般透通的孔或不透孔但其螺孔底有足够宽裕的情形时，以吃入部长者之性能较佳。攻牙达孔底的情形时应使用组成丝攻或使用第三攻丝攻。图—4所示为JIS规格的等径手绞丝攻的吃入部长度，表—6所载是按丝攻的种类表示出其标准吃入部长度及吃入部的锥度。表—6吃入部长度及吃锥度表—7被削材料与切削角1—4—3槽部螺丝攻也如各种切削工具一样有过于其所削材料的切削角。普通切削角大者锋利度好，其加工面也改善，但刃锋损坏快，被削成的内螺纹的精度也易变得不稳定。因此对不常于损坏刀锋的软材料，则注重在对被削材料的锋利度上使切削角加大。但对硬材料则为防止刃锋损坏而使切削角小（表7）螺丝攻的槽形状如图5,有球面切削角(Hookangle)或平面切削角(Rakeangle),应以此作切削角选定。球面切削角在使锋利度良好而平面切削角主要在改善刃锋的强度。为此原则上对软材以球面切削角为佳而对硬材则以平面切削角为佳。图-5球面切削刃及平面切削刃与切削角切削技術──絲攻機密文件──禁止復印，違者必究！第3頁2005/9/161—4—4螺纹离隙螺丝攻的螺纹部在攻牙时虽有导引作用（螺丝攻的自行前进作用），但因切削性差的材料或丝攻外径大，丝攻与切削中的内螺纹之间的摩擦阻力上是构成丝攻的融着使内螺纹加工面不良的原因。为此螺纹刃锋口起向刃背约有一个个离隙，此称为螺纹离隙。螺纹的离隙如图6有三种方法，因切削材料之不同及丝攻直径之大小而分别使用。而且丝攻的吃入部向柄部施有推拔（Backtaper）图-6螺纹离隙的种类1—5螺丝攻的表面处理螺丝攻的切削性能虽受到起形状、钢种、热处理等的左右，但表面处理当改善性能的手段用也有效。茈将其代表性者分述如下：1—5—1氧化（Homo)处理此对容易产生融着的软粘材料作深孔螺纹加工有效。氧化（Homo）处理是将工具于500～550ºC的水蒸汽中加热30～60分钟，使工具表面上生成Fe3O4层，此是一种氧化处理法，其氧化皮膜的厚度在1～3µ的范围。此皮膜因是多孔质的原故，能保持住切削油减少摩擦热，有防止丝攻表面融着的效果。1—5—1氧化处理对难切削材、高抗拉力钢、不锈钢、铸铁等，丝攻容易发生磨损的甚有效果。依OSG独家开发的氮化法处理其表面润滑耐欠损性。2.攻牙条件攻牙在切削加工之中最难以切削机构解析的一种作业，攻牙条件之多，综合起来也难以解决问题的情形仍多。因此以先对攻牙作业的复杂条件、方法以及与工具品质的开连等作一般理解后，选定丝攻为妥。表8所示是攻牙条件的因素。攻牙作业上，切削材料的性质对其所用工具寿命、切出的内螺纹精度，及加工面光度等大有影响。就切削角一项而言，同时是16º程度而铜合金（黄铜、青铜）时却是3º程度的适当规定都有颇大差异。切削角以外，如有效径、硬度或表面处理等都加以考虑，对丝攻的性能也会有改善的可能。表9所是代表性的切削材质。表-9切削材质2—2下孔径攻牙作业的难易虽然受到下孔径大小所左右。下孔径只要在内螺纹内径公差范围内，不论采取多少，对螺丝的强度无大差，所以在允许限度内书可采取大些。下孔径一小，切屑量则增加，切削扭力增大，容易招致丝攻的磨耗或折损事故。譬如连接率由80%增至100%，切削扭力则达2倍的实例也曾有过。有关公制粗牙螺纹、公制细牙螺纹、英美统一粗牙螺纹及英美细牙螺纹在JISB1004（螺纹下孔径）规格上有下孔径的规定。在下孔径选定上的一般注意事项有下述各点：a）下孔径的大小对丝攻寿命、作业效率、及削成内螺纹的精度均有影响，所以内螺纹内径在许容限度的尺寸内书可能加大。b）软质材料及相配长度较短而且螺丝的扭力不足情形时，下孔径要小得使攻牙无困难程度。c）配合长度长者及内螺纹强度较螺铨折切削技術──絲攻機密文件──禁止復印，違者必究！第4頁2005/9/16断强度独强（调质高抗拉力钢、不锈钢等难削材）者，其下孔径须大。因上述数点，以钻头钻下孔时，普通所钻得的孔较钻头外径大（在连接率方面约能减少6～7%），所以选用钻头对实际情形有充分考虑的必要。图-11攻牙长度与下孔径2—1被切削材攻牙作业上，切削材料的性质对其所用工具寿命、切出的内螺纹精度，及加工面光度等大有影响。就切削角一项而言，同时是16º程度而铜合金（黄铜、青铜）时却是3º程度的适当规定都有颇大差异。切削角以外，如有效径、硬度或表面处理等都加以考虑，对丝攻的性能也会有改善的可能。表9所是代表性的切削材质。表-9切削材质2—3切削油及切削速度切削油剂有润滑、冷却及抗融著的三种作用，此称为切削油的三要素。攻牙的情形进行著非常复杂的切削作用，所以必须给予充分切削油以利其作业。至于切削速度，受到丝攻材质、种类、吃入的牙数、下孔形状、切削材料及切削油等使用条件所左右，故其选用更有充分注意的必要。表-10所示是标准切削速度与合滴切削油剂。切削技術──絲攻機密文件──禁止復印，違者必究！第5頁2005/9/162—1被切削材攻牙作业上，切削材料的性质对其所用工具寿命、切出的内螺纹精度，及加工面光度等大有影响。就切削角一项而言，同时是16º程度而铜合金（黄铜、青铜）时却是3º程度的适当规定都有颇大差异。切削角以外，如有效径、硬度或表面处理等都加以考虑，对丝攻的性能也会有改善的可能。表9所是代表性的切削材质。表-9切削材质2—4机械，皮具有关攻牙的设备大体可分列如下，其中任一项有不顺当之处都会构成异常的原因。机械（机构、容量、钢性、主轴状能）。丝攻夹具（构造、容量、浮动性、轴心偏心）。材料夹具（夹具支撑方法、保持力、偏心）。2—4—1机械所用必是充分能耐攻牙扭力。又因推动进给机构对被削内螺纹精度特别影响，所以导杆进刀方式较理想，最近此种自动攻牙机已普及起来了。其他，有油磨进刀，凸轮进刀，及一般如钻床以手操进刀等等，只须使进刀速度适当进行，就能求得内螺纹精度的安定性，一般立式机械在切屑障碍缓和方面及切削油循环方面均较卧式者为佳。2—4—2丝攻夹具按机构分类，该夹具虽有固定式及浮动式（仅轴方向，轴横两方向），但因丝攻与下孔容易发生轴心错动的情形时，以用浮动式者为理想。而且为了防止丝攻的折损，有一种过大扭力加上时则有摩擦板及离合器作用方式的机械，对容易发生丝攻折损的未透孔有效。2—4—3被切削物（夹具）被切削物（工件、胚件）因形状之不同，其夹持的方法随有千差万别，但重要是不因下孔的偏斜或丝攻与下孔的偏心或丝攻的扭力而使工件挟持得无些许错动才好。2—1被切削材攻牙作业上，切削材料的性质对其所用工具寿命、切出的内螺纹精度，及加工面光度等大有影响。就切削角一项而言，同时是16º程度而铜合金（黄铜、青铜）时却是3º程度的适当规定都有颇大差异。切削角以外，如有效径、硬度或表面处理等都加以考虑，对丝攻的性能也会有改善的可能。表9所是代表性的切削材质。切削技術──絲攻機密文件──禁止復印，違者必究！第6頁2005/9/16图-12有效径的位置关系3.内螺纹用螺纹规测定切成的内螺纹精度检验是以螺纹规（通过的螺纹塞规及不通过螺纹塞规）施行。根据JIS规格合格的判定是以通过规不勉强的通过及不通过规转不到两牙则规定为合格，虽然内螺纹的螺距许容差及牙形半角许容差均无规格但均以有效径当量包含于有效径内。有效径许容差的位置关系就丝攻及螺纹塞规表示如图123—1螺纹规的牙形通过端的牙形如图13是近乎标准牙形的形状，而不通过端的牙高制得矮，螺丝腹部的接触高度小。此目的在以通过端检验内螺纹的综合有效径及以不通过端检验单独有效径。图13螺纹拴规的牙形2—1被切削材攻牙作业上，切削材料的性质对其所用工具寿命、切出的内螺纹精度，及加工面光度等大有影响。就切削角一项而言，同时是16º程度而铜合金（黄铜、青铜）时却是3º程度的适当规定都有颇大差异。切削角以外，如有效径、硬度或表面处理等都加以考虑，对丝攻的性能也会有改善的可能。表9所是代表性的切削材质。表-9切削材质切削技術──絲攻機密文件──禁止復印，違者必究！第7頁2005/9/16图-12有效径的位置关系3.内螺纹用螺纹规测定切成的内螺纹精度检验是以螺纹规（通过的螺纹塞规及不通过螺纹塞规）施行。根据JIS规格合格的判定是以通过规不勉强的通过及不通过规转不到两牙则规定为合格，虽然内螺纹的螺距许容差及牙形半角许容差均无规格但均以有效径当量包含于有效径内。有效径许容差的位置关系就丝攻及螺纹塞规表示如图123—1螺纹规的牙形通过端的牙形如图13是近乎标准牙形的形状，而不通过端的牙高制得矮，螺丝腹部的接触高度小。此目的在以通过端检验内螺纹的综合有效径及以不通过端检验单独有效径。图13螺纹拴规的牙形2—1被切削材攻牙作业上，切削材料的性质对其所用工具寿命、切出的内螺纹精度，及加工面光度等大有影响。就切削角一项而言，同时是16º程度而铜合金（黄铜、青铜）时却是3º程度的适当规定都有颇大差异。切削角以外，如有效径、硬度或表面处理等都加以考虑，对丝攻的性能也会有改善的可能。表9所是代表性的切削材质。表-9切削材质4—2磨修的部分切削技術──絲攻機密文件──禁止復印，違者必究！第8頁2005/9/16螺丝攻的损伤有如图14的形式而需磨修者，以磨修逃屑糟及吃入部两处为理想，但因损伤状态的不同，磨修一处也可。不论何种情形，磨修深度至最少限的安排是有必要。图-14螺丝攻的损伤状态4—3槽部的磨修4—3—1机械槽的磨修，一般用万能工具磨床。砂轮修形虽然使用修砂轮辊较好，但用石虎（BRICK）成形也可。4—3—2磨修方法及条件磨修部分锋刃面上螺纹牙高1.5～2倍程度则可，无必要磨至槽的全部，惟从锋刃面至槽底必须成，圆弧圆滑相接。切削角槽全体磨修，锋刃厚度薄得快、磨修次数减少之同时，心部变细，丝攻的强度则差。况且槽底为使丝攻强度增加，附有1/60～1/100的斜度，故以配合此斜度磨修为宜。标准磨修条件列如下：砂轮WA60K砂轮周速600m/min磨人深度0.03mm进刀量（手动）1m/min图15磨切削角