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(共45张PPT)
第二单元
钳工基本技能与加工工艺
模块六 螺纹加工
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学习目标
1. 了解螺纹的作用和种类。
2. 掌握钳工加工螺纹工具的特点与使用方法。
3. 初步掌握内、外螺纹的加工方法和技能。
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活动1 常用螺纹加工工具及其使用
螺纹是机械零件中常见的一种结构形式，它主要用于零部件的连接、紧固、密封和机械的运动和动力传递。钳工加工螺纹主要是通过手工攻丝和套扣来完成的，它也是钳工工作时必须熟练掌握的基本技能。
内螺纹是指在圆柱内表面上形成的螺纹，用丝锥在工件孔中切削出内螺纹的加工方法称为攻丝。
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活动1 常用螺纹加工工具及其使用
1．丝锥
（1）丝锥的结构
丝锥由工作部分和柄部两部分组成，如图2-6-1所示。柄部有方榫，用来传递转矩；工作部分包括切削部分和校准部分。
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图2-6-1 丝锥的结构
切削部分主要完成切削工作，切削部分沿轴向方向开有容屑槽，形成切削刃和前角。在切削部分前端磨出锥角，使切削负荷分散，使切削省力，刀齿受力均匀。
校准部分有完整的齿形，用来校准已切出的螺纹，并保证丝锥沿轴向运动。校准部分有倒锥（0.05～0.12mm／100mm），减小与螺孔的摩擦。
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活动1 常用螺纹加工工具及其使用
（2）丝锥的前角
校准丝锥的前角 γo = 8°～10°，表2-6-1为不同材料丝锥的前角。切削部分的锥面上磨有后角，手用丝锥 γo = 6°～8°，机用丝锥 γo = 10°～12°，齿侧没有后角。
M12以上的机用丝锥铲磨出很小的后角，手用丝锥的校准部分没有后角。
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活动1 常用螺纹加工工具及其使用
（3）成套丝锥
为了使攻螺纹切削省力和提高高丝锥的耐用度，通常将攻螺纹时总切削量分配给几支丝锥来担负，M6～M24的丝锥2支一套，M6以下及M24以上的丝锥3支一套。
在成套丝锥中，切削量的分配有两种形式，即锥形分配和柱形分配，如图2-6-2所示。
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活动1 常用螺纹加工工具及其使用
图2-6-2 丝锥切削量分配示意图
锥形分配如图2-6-2（a）所示，每套中丝锥的切削部分的长度及锥角不同，大径、中径、小径相同。
柱形分配如图2-6-2（b）所示，头锥、二锥的中径一样，大径不一样，头锥的大径小，二锥的大径大。柱形分配的丝锥，其切削量分配比较合理，使每支丝锥磨损均匀，使用寿命长，攻丝时较省力。
大于或等于M12的手用丝锥采用柱形分配，小于M12的手用丝锥采用锥形分配。特别注意在攻丝时丝锥顺序不能搞错。
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活动1 常用螺纹加工工具及其使用
2．铰杠
铰杠是手工攻螺纹时用来夹持丝锥的工具，分普通铰杠和丁字铰杠两类，如图2-6-3所示。这两类铰杠又可分为固定式和活络式两种。 其中，
丁字铰杠适用于在高凸
台旁边或箱体内部攻螺
纹；活络式丁字铰杠用
于 M6 以下丝锥，固定
式普通铰杠用于 M5 以
下丝锥，活络绞杠适用
范围见表2-6-2。
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活动1 常用螺纹加工工具及其使用
图2-6-3 铰杠
3．保险夹头
为了提高攻螺纹的生产效率，减轻工人的劳动强度，当螺纹数量很多时，可以在钻床上攻螺纹。在钻床上攻螺纹时，要用保险夹头来夹持丝锥，避免丝锥负荷过大或攻不通孔到达孔底时造成丝锥折断或损坏工件等现象。
常用的保险夹头是锥体摩擦式保险夹头，其结构如图2-6-4所示。
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活动1 常用螺纹加工工具及其使用
1—本体　
2—螺套　
3—摩擦块
4—螺母
5—螺钉
6—轴
　7—钢珠
　8—滑环
9—可换夹头
图2-6-4 保险夹头
1.1.1常用螺纹加工工具及其使用
持丝锥，避免丝锥负荷过大或攻不通孔到达孔底时造成丝锥折断或损坏工件等现象。
常用的保险夹头是锥体摩擦式保险夹头，其结构如图2-6-4所示。
图2-6-3 铰杠
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活动1 常用螺纹加工工具及其使用
二、加工外螺纹的刀具及附件
外螺纹是指在圆柱的外表面上加工出的螺纹；用板牙在圆杆或管子上切削加工外螺纹的方法称为套螺纹（套丝）。
1．板牙
（1）圆板牙
圆板牙是加工外螺纹的工具，由切削部分、校准部分和排屑孔组成，其外形像一个圆螺母，在它上面钻有几个排屑孔（一般3～8个孔，螺纹直径大则孔多）形成刀刃，如图2-6-5所示。
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活动1 常用螺纹加工工具及其使用
图2-6-5 圆板牙
圆板牙两端的锥角部分是切削部分，切削部分不是圆锥面（圆锥面的刀齿后角是经过铲磨而成的阿基米德旋面，形成后角锥角的大小，一般是圆板牙的前刀面就是圆孔的部分曲线，故前角数值沿着切削刃而变化。在小径处前角最大，大径处前角最小。一般= 25°～30°，板的中间一段是校准部分，也是套螺纹时的导向部分。
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活动1 常用螺纹加工工具及其使用
= 8°～12°，粗牙
= 30°～35°，细牙
= 8°～12°，粗牙
= 30°～35°，细牙
板牙的校准部分因磨损会使螺纹尺寸变大而超出公差范围。因此为延长板牙的使用寿命，M3.5以上的圆板牙，其外圆上面的V形槽，如图2-6-5所示，可用锯片砂轮切割出一条通槽，此时V形通槽成为调整槽。板牙上面有两个调整螺钉的偏心锥坑，使用时可通过铰杠的紧定螺钉挤紧时与锥坑单边接触，使板牙孔径尺寸缩小，其调节范围为0.1mm～0.25mm。若在V形通槽开口处旋入螺钉，能使板牙孔径尺寸增大。板牙下部两个轴线通过板牙中心的装卡螺钉锥坑，是用紧定螺钉将圆板牙固定在铰杠中，用来传递转矩的。板牙两端都有切削部分，待一端磨损后，可换另一端使用。
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活动1 常用螺纹加工工具及其使用
（2）管螺纹板牙
管螺纹板牙分圆柱管螺纹板牙和圆锥管螺纹板牙。圆柱管螺纹板牙的结构与圆板牙相仿，圆锥管螺纹板牙的基本结构也与圆板牙相仿，如图2-6-6所示，只是在单面制成切削锥，只能单面使用。
图2-6-6 圆锥管螺纹板牙
圆锥管螺纹板牙所有刀刃均参加切削，所以切削时很费力。板牙的切削长度影响圆锥管螺纹牙形尺寸，因此套螺纹时要经常检查，不能使切削长度超过太多，只要相配件旋入后能满足要求就可以了。
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活动1 常用螺纹加工工具及其使用
2．板牙铰杠
板牙铰杠是手工套螺纹时的辅助工具，如图2-6-7所示。板牙纹杠外圆旋有四只紧定螺钉和一只调松螺钉。使用时，紧定螺钉将板牙紧固在铰杠中，并传递套螺纹的转矩。当使用的圆板牙带有V形调整通槽时，通过调节上面两只紧定螺钉和一只调整螺钉，可使板牙在一定范围内变动。
图2-6-7 板牙铰杠
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活动1 常用螺纹加工工具及其使用
一、内螺纹的加工方法
1. 底孔直径的确定
丝锥在攻螺纹的过程中，切削刃主要是切削金属，但还有挤压金属的作用，因而造成金属凸起并向牙尖流动的现象，所以攻螺纹前，钻削的孔径（即底孔）应大于螺纹内径。加工普通螺纹前钻底孔钻头直径的计算公式和钻头直径值如表2-6-3和表2-6-4所示。
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活动2 常用螺纹加工方法与操作步骤
表2-6-4 攻普通螺纹钻底孔的钻头直径
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活动2 常用螺纹加工方法与操作步骤
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活动2 常用螺纹加工方法与操作步骤
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活动2 常用螺纹加工方法与操作步骤
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活动2 常用螺纹加工方法与操作步骤
2．孔口倒角
攻螺纹前要在钻孔的孔口进行倒角，以利于丝锥的定位和切入。倒角的深度大于螺纹的螺距。
3．底孔深度的确定
攻不通螺纹，由于丝锥切削部分有锥角，端部不能切出完整的牙型，所以钻孔深度要大于螺纹的有效深度，一般取：孔的深度 = 所需螺纹的深度+ 0.7d。
4．攻螺纹的要点及注意事项
（1）根据工件上螺纹孔的规格，正确选择丝锥，先头锥后二锥，不可颠倒使用。
（2）工件装夹时，要使孔中心垂直于钳口，防止螺纹攻歪。
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活动2 常用螺纹加工方法与操作步骤
（3）用头锥攻螺纹时，先旋入1～2圈后，要检查丝锥是否与孔端面垂直（可目测或直角尺在互相垂直的两个方向检查）。当切削部分已切入工件后，每转1～2圈应反转1/4圈，以便切屑断落；同时不能再施加压力（即只转动不加压），以免丝锥崩牙或攻出的螺纹齿较瘦。
（4）攻钢件上的内螺纹，要加机油润滑；攻铸铁上的内螺纹可不加润滑剂，或者加煤油；攻铝及铝合金、紫铜上的内螺纹，可加乳化液。
（5）不要用嘴直接吹切屑，以防切屑飞入眼内。
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活动2 常用螺纹加工方法与操作步骤
二、外螺纹的加工方法
外螺纹是指在圆柱的外表面上加工出的螺纹。用板牙在圆杆或管子上切削加工外螺纹的方法称为套螺纹（简称套扣）。
1．套螺纹前圆杆直径的确定
与丝锥攻螺纹一样，用板牙在工件上套螺纹时，工件材料同样因挤压而变形，牙顶将被挤高一些。因此，套螺纹前圆杆直径应稍小于螺纹的大径（公称直径）。圆杆直径 d0 ≈ d–0.13P 。
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活动2 常用螺纹加工方法与操作步骤
2．套螺纹方法及注意事项
（1）为使板牙容易对准工件和切入工件，圆杆端都要倒成圆锥斜角为15°的锥体，如图图2-6-8所示。锥体的最小直径可以略小于螺纹小径，使切出的螺纹端部避免出现锋口和卷边而影响螺母的拧入。
（2）为了防止圆杆夹持出现偏斜和夹出痕迹，圆杆应装夹在用硬木制成的V形钳口或软金属制成的衬垫中，如图2-6-9所示，在加衬垫时圆杆套螺纹部分离钳口要尽量近。
（3）套螺纹时应保持板牙端面与圆杆轴线垂直，否则套出的螺纹两面会有深浅，甚至烂牙。
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活动2 常用螺纹加工方法与操作步骤
（4）在开始套螺纹时，可用手掌按住板牙中心，适当施加压力并转动绞杠。当板牙切入圆杆1～2圈时，应目测检查和校正板牙的位置。当板牙切入圆杆3～4圈时，应停止施加压力，而仅平稳地转动铰杠，靠板牙螺纹自然旋进套螺纹。
（5）为了避免切屑过长，套螺纹过程中板牙应经常倒转。
（6）在钢件上套螺纹时要加切削液，以延长板牙的使用寿命，减小螺纹的表面粗糙度。
图2-6-8 圆杆端部倒成圆锥体
图2-6-9 圆杆装夹在垫软金属衬垫的钳口上
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活动2 常用螺纹加工方法与操作步骤
一、 零件分析及准备工作
现在一个钢制工件上加工两个螺纹孔，一个为盲孔，另一个为通孔，具体要求如图2-6-10所示。
图2-6-10 零件样图
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活动3 典型零件螺纹加工技能与加工工艺训练
1. M10×1的盲孔为细牙螺纹，螺距为1 mm，螺纹长度为30mm。
则底孔直径应为：D孔= D – P = 10 – 1 = 9 mm，底孔深度应为：H深 = h有效+ 0.7 D = 30 + 0.7×10 = 37 mm
2. M10的通孔为粗牙螺纹，螺距为1.5 mm，螺纹长度为20mm。
则底孔直径应为：D孔= D – P = 10 – 1.5 = 8.5 mm
3. 攻丝前先按有关公式计算出螺纹底孔直径，选用相应钻头和丝锥。
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活动3 典型零件螺纹加工技能与加工工艺训练
二、 螺纹加工过程
1. 划出螺纹孔的位置线并打样冲眼
按图样要求划出各螺纹底孔的位置线，如图 2-6-11所示。要求划线基准与设计基准重合，一次完成划线，且线条细而均匀，位置准确，冲点大小适当而不偏斜。
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活动3 典型零件螺纹加工技能与加工工艺训练
图2-6-11 划螺纹孔的位置线
2. 工件装夹
用机用虎钳装夹，要求工件上平面与钻床主轴轴线垂直。
3. 钻M10×1螺纹底孔
用直径为9的钻头找正后钻孔，控制孔深37mm（不能浅）。用直径为12的钻头在孔口倒角至10.5mm，合理选择钻床主轴的转速。如图2-6-12所示。
图2-6-12 钻M10×1螺纹孔的底孔并倒角
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活动3 典型零件螺纹加工技能与加工工艺训练
4. 钻M10螺纹底孔
用直径为8.5的钻头找正后钻孔，用直径为12的钻头在孔口倒角（两端）至10.5mm，合理选择钻床主轴的转速。如图2-6-13所示。
图2-6-13 钻M10螺纹底孔并倒角
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活动3 典型零件螺纹加工技能与加工工艺训练
5. 攻M10螺纹
(1) 将工件夹在台虎钳上，用铰杠夹持M10丝锥，按操作要领进行头攻螺纹。如图2-6-14所示。
(2) 下压攻至2牙后，用刀口直角尺检查其垂直度，并且及时纠正。
(3) 确定丝锥无歪斜后，
停止下压进入正常攻螺纹，
并及时加注润滑油，直到
切削部分全部露出工件底
面为止。
(4) 用二攻重复攻制。
图2-6-14 攻M10螺纹
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活动3 典型零件螺纹加工技能与加工工艺训练
6. 攻M10×1螺纹
(1) 用铰杠夹持M10×1丝锥，按操作要领进行头攻螺纹。如图2-6-15所示。
(2) 下压攻至2牙后，用刀口直角尺检查其垂直度，并且及时纠正。
(3) 确定丝锥无歪斜后，
停止下压进入正常攻螺纹，
并及时加注润滑油及清除
孔内切屑。可采用量取丝
锥柄部的外露长度来控制
攻制的深度。
(4) 用二攻重复攻制。
图2-6-15 攻M10×1螺纹
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活动3 典型零件螺纹加工技能与加工工艺训练
知识拓展： 螺纹的种类与基本参数
一、螺纹的种类
螺纹的种类很多，其分类方法也各异。
（1）按螺纹牙型分：可分为三角形、梯形、矩形、锯齿形和圆弧形等螺纹。
（2）按螺纹旋向分：可分为左旋和右旋螺纹。
（3）按螺旋线条数分：可分为单线和多线螺纹。
（4）按螺纹母体形状分：可分为圆柱和圆锥螺纹。
螺纹的一般分类如下：
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知识拓展： 螺纹的种类与基本参数
二、螺纹的基本参数
螺纹的基本参数包括：牙型、公称直径、螺距和导程、头数（或线数）、螺纹公差带、旋向、螺纹旋合长度。
1．牙型
牙型是通过螺纹轴线的剖面上螺纹的轮廓形状。常见的有三角形、梯形、矩形、圆弧形和锯齿形等牙型，如图2-6-16所示。
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知识拓展： 螺纹的种类与基本参数
（a）三角形螺纹 （b）矩形螺纹 （c）梯形螺纹 （d）圆弧形螺纹 （e）锯齿形螺纹
图2-6-16 各种螺纹的剖面形状
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知识拓展： 螺纹的种类与基本参数
2．螺纹的直径
螺纹的直径包括大径、小径、顶径、底径、公称直径、中径等，如图2-6-17所示。
（a）外螺纹 （b）内螺纹
图2-6-17 螺纹的直径
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知识拓展： 螺纹的种类与基本参数
（1）大径 与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱面的直径称为大径。大径即是螺纹的最大直径（外螺纹的牙顶直径、内螺纹的牙底直径），即螺纹的公称直径。
（2）小径 与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱面的直径称为小径。小径是螺纹的最小直径（外螺纹的牙底直径，内螺纹的牙顶直径）。
（3）顶径 与内螺纹或外螺纹牙顶相切的假想圆柱面的直径，即外螺纹的大径或内螺纹的小径。
（4）底径 与内螺纹或外螺纹牙底相切的假想圆柱面的直径，即外螺纹的小径或内螺纹的大径。
（5）公称直径 代表螺纹尺寸的直径，指螺纹大径的基本尺寸，即外螺纹的牙顶直径d，内螺纹的牙底直径D。
（6）中径 一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。该假想圆柱称为中径圆柱。中径圆柱的母线称为中径线。螺纹的有效直径称为中径，在这个直径上牙宽与牙间相等，即牙宽（或牙间）等于螺距的一半。
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知识拓展： 螺纹的种类与基本参数
3. 头数（或线数）
一个双圆柱面上的螺旋线的数目称为头数，有单头（线）、双头（线）和多头（线）几种。双头螺纹，如图2-6-18所示。
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知识拓展： 螺纹的种类与基本参数
图2-6-18 螺纹的螺距和导程（双头）
P —螺距 P h —导程
4. 螺距和导程
（1）螺距：相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为螺距。用字母P表示，如图2-6-17所示。
（2）导程：同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为导程。对于单头螺纹，螺距等于导程；对于多头螺纹，导程等于螺距乘头数，如图2-6-18所示。
导程与螺距的关系式为： P h = Z P
式中：P h——螺纹导程（mm）；
Z ——螺纹头数；
P ——螺距（mm）。
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知识拓展： 螺纹的种类与基本参数
5. 旋向
旋向指螺纹在圆柱面上的绕行方向，有右旋（正扣）和左旋（反扣）两种。顺时针旋转时旋入的螺纹称为右旋螺纹，逆时针旋转时旋入的螺纹称为左旋螺纹，常用的是右旋螺纹。判断螺纹旋向比较简单的方法，如图 2-6-19所示，用左手、右手各表示左螺纹、右螺纹的旋向。当螺纹从左向右升高为右旋螺纹；当螺纹从右向左升高为左旋螺纹。
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知识拓展： 螺纹的种类与基本参数
图2-6-19 螺纹旋向的判别
6. 螺纹旋和长度
两个相互配合的螺纹，沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度，称为螺纹旋合长度。螺纹的旋合长度分为三组，分别称为短、中、长三组旋合长度，相应的代号为S、N、L。
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知识拓展： 螺纹的种类与基本参数
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1．钳工加工螺纹工具的有哪些？
2．丝锥是由哪几部分组成的？各部分的作用是什么？
3．在成套丝锥中，切削量的分配有哪两种形式？
4．板牙的种类有哪些？各适用于什么场合？
5．内螺纹底孔的直径如何确定？
6．外螺纹螺杆直径如何确定？
思考与练习题
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