導(dǎo)柱螺旋槽絲錐的設(shè)計(jì)及工藝方法

仲秀娟

（哈爾濱第一工具制造有限公司，黑龍江 哈爾濱 150078）

1 前言

導(dǎo)柱螺旋槽絲錐，顧名思義帶有導(dǎo)柱且容屑槽是螺旋狀的，通常用在韌性金屬上對(duì)深孔或斷續(xù)表面孔的螺紋加工。加工工件時(shí)，前導(dǎo)柱先進(jìn)入螺紋底孔，引導(dǎo)絲錐沿孔的縱向進(jìn)行切削，較普通絲錐制造出的螺紋孔有更精準(zhǔn)的位置度及垂直度，適用于加工對(duì)螺紋孔有較高位置度及垂直度要求的產(chǎn)品；如果是加長(zhǎng)柄，適用于加工處于工件較深部位螺紋孔；如果絲錐制造精度較高，如H1精度，則有利于提高螺紋孔精度等級(jí)，提高整個(gè)被加工件的產(chǎn)品質(zhì)量。

2 導(dǎo)柱螺旋槽絲錐的設(shè)計(jì)

2.1 外形輪廓設(shè)計(jì)

以長(zhǎng)柄導(dǎo)柱螺旋槽絲錐M27×1.75為例，說(shuō)明如下。

長(zhǎng)柄導(dǎo)柱螺旋槽絲錐M27×1.75表示公稱直徑27mm，螺距P=1.75mm。

圖1 M27×1.75導(dǎo)柱螺旋槽絲錐外廓尺寸

如圖1 所示，M27×1.75導(dǎo)柱螺旋槽絲錐由前導(dǎo)、頸部、切削部分、校準(zhǔn)部分、柄部等組成。

（1）導(dǎo)柱外徑d導(dǎo)：等于絲錐切削錐小頭端部直徑dx。

（2）導(dǎo)柱長(zhǎng)度：一般取15～25mm。

（3）切削前錐長(zhǎng)度L：前錐長(zhǎng)度L根據(jù)加工螺紋孔用幾錐完成選擇，為螺距P的整數(shù)倍。需成組絲錐兩錐完成的螺紋孔，Ⅰ錐L較長(zhǎng)，Ⅱ錐L是Ⅰ錐的三分之一；需單支絲錐完成的螺紋孔，單支絲錐L較成組絲錐Ⅰ錐L還要長(zhǎng)1～2mm。

（4）絲錐切削錐小頭端部直徑dx：dx=d-1.2P。

（5）前錐角度Kr：根據(jù)絲錐外徑d和切削錐小頭端部直徑dx計(jì)算得出，Kr=arctg[(d-dx)/2/L]。

2.2 切削和校準(zhǔn)部分齒形設(shè)計(jì)

如圖2 所示，導(dǎo)柱螺旋槽絲錐螺紋牙型按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T192-2003《普通螺紋 基本牙型》執(zhí)行，牙型半角30°，按照客戶要求螺距P為1.75mm。大徑、中徑、小徑按照絲錐的計(jì)算公式得出。

圖2 切削和校準(zhǔn)部分齒形

2.3 絲錐溝形設(shè)計(jì)

如圖3，溝形角46°，溝槽端面截形設(shè)計(jì)采用兩段圓弧和一直線結(jié)構(gòu)構(gòu)成，這樣設(shè)計(jì)齒形強(qiáng)度好、容屑面積大、易排屑。前角3°，一周4齒，刃寬f=6.8mm，芯厚D=13.5mm。中徑鏟背量K的計(jì)算方法是K=d2tan(30′～50′)/Z , 刃背上鏟背量：K′=f tan（3°～5°)，絲錐后角3～5°。

2.4 方尾設(shè)計(jì)

圖3 絲錐端面截形

方尾起傳遞扭距的作用，方尾的尺寸根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或按裝夾絲錐的工具設(shè)計(jì)。

2.5 導(dǎo)柱螺旋槽絲主要技術(shù)要求

（1）材料：刃部高速鋼，熱處理硬度63HRC～66HRC。

（2）切削部分外徑、中徑對(duì)中心線的斜向圓跳動(dòng)公差為0.026mm；校準(zhǔn)部分外徑、中徑對(duì)中心線的徑向圓跳動(dòng)公差為0.022mm，導(dǎo)柱外徑、柄部外徑對(duì)中心線的徑向圓跳動(dòng)公差見(jiàn)圖1。

（3）方尾對(duì)稱度公差小于其尺寸公差的1/2。

3 導(dǎo)柱螺旋槽絲錐制造工藝

3.1 車各部

車各部外圓，保證前導(dǎo)柱、刃柄部圓柱面對(duì)軸線的徑向圓跳動(dòng)公差為0.1mm。

3.2 銑方尾

用專用銑方尾夾具，選用與方尾尺寸相同寬度的刀墊，安裝好兩個(gè)三面刃銑刀，使得方尾兩刀即可銑成。方頭對(duì)柄部的對(duì)稱度公差應(yīng)滿足技術(shù)要求。

3.3 車螺紋

選60°螺紋車刀，用對(duì)角度刀樣板校正螺紋車刀角度。車后檢查螺紋中徑，測(cè)量選用三針直徑的計(jì)算方法d0=0.57735P，M值的計(jì)算方法M=d2′+3d0-0.866P，M值公差，d2′為車螺紋時(shí)的中徑，螺距累計(jì)誤差在25mm內(nèi)不大于±0.1mm， 螺紋中徑對(duì)軸線徑向圓跳動(dòng)公差0.1mm。

3.4 銑刃溝

計(jì)算好螺旋導(dǎo)程，導(dǎo)程S=πd×ctgω，ω為螺旋角，按導(dǎo)程掛好齒輪。

加工時(shí)應(yīng)注意下列事項(xiàng)：

（1）方尾與刃溝的相對(duì)位置同批工件一致。

（2）前刃面對(duì)中心線的軸向平行度公差0.1mm。

3.5 熱處理

（1）工作部分硬度63HRC～66HRC，柄部部分硬度43HRC～48HRC。

（2）熱處理后不允許有燒傷及磕刃等現(xiàn)象。

（3）熱處理后調(diào)直使外徑對(duì)軸線的徑向圓跳動(dòng)公差為0.2mm。

3.6 研兩端中心孔

研兩端中心孔面積不少于錐面的2/3，并且不得有扁圓及損傷。

3.7 拋光

溝底拋亮不允許留有黑皮。

3.8 磨刀齒前刃面

一定保證絲錐前角尺寸，它是絲錐鋒利與否的重要參數(shù)；同時(shí)，還要滿足下列技術(shù)要求。

（1） 磨溝槽時(shí)磨削量要均勻一致，溝長(zhǎng)要一致。

（2）絲錐各齒在圓周上的不等分誤差不超過(guò)0.1mm。

（3） 同一絲錐刃寬一致性公差0.1mm。

3.9 磨刃柄部和前導(dǎo)柱外圓

絲錐各部對(duì)公共軸線的跳動(dòng)公差按技術(shù)要求。

3.10 磨螺紋

選用專用螺紋磨床，將砂輪輪廓打磨成與螺紋齒形相同，調(diào)整好機(jī)床，使其在中徑、外徑上有鏟磨量。

（1）中徑的鏟背量在刃寬上為0.04～0.024 mm 。

（2）選用的三針直徑、測(cè)量M值計(jì)算方法同車螺紋序。

（3）導(dǎo)程計(jì)算方法同銑刃溝序。

（4）在25mm長(zhǎng)度上任意兩螺距公差為±0.009mm。

3.11 鏟磨前錐

選用壓梢板加工絲錐前錐，壓梢板的角度與絲錐切削部分相同。

（1）鏟前錐的鏟磨量0.35～0.59mm。（2）絲錐鏟后角3°～5°。

3.12 激光刻字

字跡清晰，深淺適宜。

4 導(dǎo)柱螺旋絲錐加工工件的優(yōu)點(diǎn)及注意事項(xiàng)

在使用導(dǎo)柱絲錐加工工件時(shí)，絲錐前導(dǎo)部首先進(jìn)入工件后，對(duì)絲錐起到引導(dǎo)作用。機(jī)床主軸在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中絲錐的擺動(dòng)減小，絲錐在加工時(shí)每個(gè)刀齒切削均勻，加工出的螺紋表面質(zhì)量好。導(dǎo)柱絲錐更有利于保證被加工件的內(nèi)螺紋位置精度，保證內(nèi)螺紋孔對(duì)工件垂直度要求 。

在加工螺紋孔之前，將孔徑毛刺去除，螺旋槽絲錐排屑順暢，絲錐為H1精度，切除螺紋孔的精度能達(dá)到H5，同時(shí)柄部加長(zhǎng)后，適用于加工處于工件較深部位的螺紋孔。

5 結(jié)束語(yǔ)

導(dǎo)柱螺旋槽絲錐的設(shè)計(jì)，解決了不帶前導(dǎo)柱螺旋槽絲錐在加工產(chǎn)品時(shí)，絲錐前端擺動(dòng)較大，造成絲錐斷裂，使工件內(nèi)孔損傷，出現(xiàn)廢品的難題。

導(dǎo)柱螺旋絲錐經(jīng)廠家使用后，對(duì)該產(chǎn)品極為滿意，它能保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量，提高勞動(dòng)效率，降低成本。今后要不斷創(chuàng)新，生產(chǎn)出更多的復(fù)雜刀具，不斷地為用戶的需要研制出更多的新型刀具。

1.袁哲俊，劉華明.金屬切削刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2008.

2.中國(guó)機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化匯編(2版).北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2005.

（1）IV.TH-65,螺紋刀具——標(biāo)準(zhǔn)——匯編——中國(guó)[S].

（2）GB/T145_2001,中心孔[S].

（3）GB/T9943-2008,高速工具鋼[S].