手動攻絲定位導向裝置的設計與應用*

謝 峰

(江蘇安全技術職業(yè)學院,江蘇 徐州 221011)

0 引 言

在機械加工中，對產品進行螺紋攻絲是一種常見的工藝方法[1]，手動攻絲仍占有重要地位，經常碰到有些螺紋孔由于所在位置或零件形狀的限制，不適用于機攻螺紋，所以必須采用手動功螺紋，同時小螺紋孔直徑較小，絲錐的強度較低，機攻螺紋時容易折斷，一般也常用于手動攻螺紋。但是手動攻絲確實也存在不少問題，對于操作者來說初期需要花費大量的時間、精力和材料，不斷的摸索和掌握攻絲的過程和方法，才能對產品進行攻絲加工。因此，能夠設計和制作一種輔組裝置成為一個關鍵問題。

1 手動攻絲方法介紹

1.1 攻絲的要點

①工件上螺紋底孔的孔口要倒角，通孔螺紋兩端都倒角；②工件夾位置要正確，盡量使螺紋孔中心線置于水平或豎直位置，使攻絲容易判斷絲錐軸線是否垂直于工件的平面；③在攻絲開始時，要盡量把絲錐放正，然后對絲錐加壓力并轉動絞手，當切入1～2圈時，仔細檢查和校正絲錐的位置。一般切入3～4圈螺紋時，絲錐位置應正確無誤。以后，只須轉動絞手，而不應再對絲錐加壓力，否則螺紋牙形將被損壞[2]；④攻絲時，每扳轉絞手1/2～1圈，就應倒轉約1/2圈，使切屑碎斷后容易排出，并可減少切削刃因粘屑而使絲錐軋住現象；⑤遇到攻不通的螺孔時，要經常退出絲錐，排除孔中的切屑；⑥攻塑性材料的螺孔時，要加潤滑冷卻液。對于鋼料，一般用機油或濃度較大的乳化液，要求較高的可用菜油或二硫化鉬等。對于不銹鋼，可用30號機油或硫化油；⑦攻絲過程中換用后一支絲錐時，要用手先旋入已攻出的螺紋中，至不能再旋進時，然后用絞手扳轉。在末錐攻完退出時，也要避免快速轉動絞手，用手旋出，以保證已攻好的螺紋質量不受影響;⑧機攻時，絲錐與螺孔要保持同軸性；⑨機攻時，絲錐的校準部分不能全部出頭，否則在反車退出絲錐時會產生亂牙；⑩機攻時的切削速度，一般鋼料為6～15 m/min；調質鋼或較硬的鋼料為5～10 m/min；不銹鋼為2～7 m/min；鑄鐵為8～10 m/min。在同樣材料時，絲錐直徑小取較高值，絲錐直徑大取較低值[3]。

1.2 現有技術手動攻絲存在的問題

現有手動攻絲如圖1所示，鉸杠與絲錐卡接，用手轉動鉸杠，鉸杠帶動絲錐，通過絲錐工作端上的紋路對工件進行攻絲。現有手動攻絲時，由于人的兩手壓力不均，平衡不好，很容易導致在攻絲過程中絲錐傾斜，絲錐與工件表面不垂直，造成手動攻絲攻出的螺紋孔傾斜、不正，發(fā)生歪曲，從而影響了攻絲精度及工件質量。且在攻絲過程中，為了絲錐定位準確，垂直于工件表面獲得標準的螺紋孔，在手動轉動鉸杠時，需要不停的調整兩手的力度，鉸杠轉動較慢，攻絲效率低，絲錐容易斷裂，勞動強度大[4]。

圖1 現有手動攻絲的工作示意圖

2 手動攻絲定位導向裝置設計與制作

為解決攻絲時存在的問題，提高攻絲的質量和加工效率，設計了一種攻絲輔助裝置即：手動攻絲定位導向裝置。手動攻絲定位導向裝置設計圖如圖2所示，實物圖如圖3所示。

圖2 手動攻絲定位導向裝置設計圖1.底座 2.軸承 3.螺釘 4.固定座 5.手柄螺絲一 6.立柱 7.彈簧一 8.手柄螺絲二 9.棘輪式鉸杠 10.彈簧二 11.滑動導向塊 12.支撐臂 13.手柄螺絲三 14.絲錐

圖3 手動攻絲定位導向裝置實物圖

2.1 技術方案

如圖2所示，手動攻絲定位導向裝置由底座、立柱、固定套、支撐臂、滑動導向塊、軸承、彈簧、手柄螺絲、螺釘、棘輪式絲鉸杠、絲錐等幾部分組成。立柱通過固定座、軸承、螺釘安裝在底座上，固定座上安裝手柄螺絲，可實現立柱360°旋轉和鎖緊；立柱上安裝彈簧、支撐臂、鎖緊螺絲，支撐臂可沿著立柱軸向方向移動和鎖緊，彈簧起緩沖作用，滑動導向套安裝在支撐臂上，可沿著支撐臂靈活滑動并通過手柄螺絲鎖緊；棘輪式鉸杠手穿過彈簧和滑動導向塊后安裝絲錐，鉸杠帶動絲錐可實現軸向移動，彈簧起著將鉸杠彈回初始位置的作用。該裝置的設計采用極坐標的原理，通過立柱的旋轉和滑動導向塊的滑動，從而帶動絲錐沿著立柱軸心和支撐臂進行旋轉和橫向滑動，實現絲錐與螺紋底孔的準確定位，定位后可通過手柄螺絲將立柱和滑動導向塊鎖緊，保證了鉸杠在做軸向移動時的穩(wěn)固性，使絲錐受力均勻，確保了絲錐與工件表面的垂直度和攻絲精度。

2.2 實施方式

將工件固定在底座1上，選擇符合尺寸要求的絲錐14安裝在棘輪式鉸杠9上，松開手柄螺絲二8使支撐臂12可沿著立柱6上下移動，同時帶動滑動導向塊11、棘輪式鉸杠9和絲錐14移動，使絲錐14底端與工件表面相接近并保持一定距離，鎖緊手柄螺絲二8,將支撐臂12固定；松開手柄螺絲一5，使立柱6在軸承2的作用下可自由旋轉，同時帶動支撐臂12、滑動導向塊11、棘輪式鉸杠9和絲錐14旋轉；松開手柄螺絲三13，使滑動導向塊11帶動棘輪式鉸杠9和絲錐11在支撐臂12上可橫向靈活滑動；通過立柱6的旋轉和滑動導向塊11的滑動作用，將絲錐14粗略對準螺紋孔上方，此時按下棘輪式鉸杠9使絲錐14向下移動，由于絲錐14底端部分呈錐度形狀，絲錐14底端錐尖部分與孔結合，使滑動導向塊11和立柱6自動進行微調，使絲錐14完成準確定位，此時將手柄螺絲一5和手柄螺絲三13鎖緊，確保絲錐14的準確位置，將棘輪式鉸杠9在滑動導向塊11的導向作用下，向下施力并旋轉進行攻絲，反向旋轉棘輪式鉸杠9退絲，彈簧二10將棘輪式鉸杠9彈回初始位置完成攻絲過程。如果被加工的零件尺寸較大，超出了滑動導向塊11在支撐臂12上的移動范圍，可將本裝置放置在零件上，按照上述實施方式完成攻絲即可。

3 該裝置的優(yōu)點及經濟效益

手動攻絲定位導向裝置，在機械加工等實訓工位上、職業(yè)院校技能大賽數控綜合加工技術賽項中得到了廣泛應用，并且具有如下優(yōu)點:

(1) 本裝置可作為職業(yè)院校技能大賽數控綜合加工技術賽項的選手訓練賽題，在鍛煉選手的技能水平的同時完成作品的制作，從而降低了成本。

(2) 體積小、可拆卸、攜帶和組裝容易，使用靈活、方便。

(3) 提高了攻絲的精度和效率，降低了零件的報廢率。

(4) 延長了絲錐的使用壽命，可預防在手動攻絲時絲錐部分受力不均造成的絲錐彎折、斷裂，達到節(jié)約資源的目的。

4 結 語

手動攻絲定位導向裝置，有效的解決了現有技術在攻絲時存在的問題，使用方便快捷，降低了操作者的勞動強度，提高了攻絲的精度和效率，延長了絲錐的使用壽命等優(yōu)點。本裝置在機械加工實訓中、在數控綜合加工技術訓練中得到了推廣使用。