管牙螺纹的粗糙度如何判断

任务描述

在汽车制造中，有很多零部件都有螺纹，用以相互之间的连接和固定，所以我们必须掌握攻螺纹和套螺纹的方法。

任务目标

完成本任务的学习后，你应能：

★描述螺纹加工的方法；

★正确使用加工螺纹的工具；

★完成攻螺纹和套螺纹的操作。

建议学时：12学时。

相关知识

一、攻螺纹

用丝锥在孔中切削加工内螺纹的方法称为攻螺纹。

1.攻螺纹的工具

（1）丝锥

●功用：丝锥是加工内螺纹的工具，它由高速钢、碳素工具钢或合金工具钢制成。

●类型：丝锥的类型较多，按使用方法可分为手用丝锥和机用丝锥。

◆手用丝锥：是手工攻螺纹的一种丝锥，如图5-44（a）所示，它常用于各种修配工作。

◆机用丝锥：是通过攻螺纹夹头，装夹在机床上使用的一种丝锥，如图5-44（b）所示。

图5-44  丝锥

丝锥按用途又可以分为普通螺纹丝锥、英制螺纹丝锥、圆柱管螺纹丝锥等。

◆普通螺纹丝锥：分为粗牙和细牙两种，可用来攻通孔或盲孔。

◆圆柱管螺纹丝锥：工作部分较短，可用来攻各种圆柱螺纹。常见的圆柱管螺纹丝锥是两支一套的手用丝锥。

●构造：丝锥由工作部分和柄部组成，如图5-45所示。柄部在攻螺纹时用于夹持，起到传递扭矩的作用。工作部分由切削部分和校准部分组成，切削部分磨出锥角，便于切削；校准部分具有完整的牙型，用来修光和校正已切削出的螺纹。

图 5-45  丝锥的构造

攻螺纹时，一般将整个切削的工作量分配给几支丝锥共同承担。通常M6-M24的丝锥每套有2支，称为头锥和二锥；M6以下及M24以上的丝锥每套有3支，称为头锥、二锥、三锥；细牙螺纹丝锥不论大小均为2支一套。

（2）铰杠

●功用：铰杠是手工攻螺纹时用来夹持丝锥的工具。

●类型：铰杠分为普通铰杠和丁字形铰杠，如图5-46所示。

常用的铰杠可以调节方孔的大小，便于夹持不同的丝锥。铰杠长度应根据丝锥尺寸大小进行选择，以便控制攻螺纹的扭矩，防止丝锥因受力不当而扭断。

图5-46  普通铰杠和丁字形铰杠

2.攻螺纹的方法

①攻螺纹前，确定底孔直径。攻螺纹时丝锥对金属层有较强的挤压作用，使攻出的螺纹的小径小于底孔的直径。所以，攻螺纹前的直径应稍大于螺纹小径。

攻钢件或塑性较大的材料时，底孔直径的计算公式为：

D孔=D-P

式中，D孔——螺纹底孔直径，mm；

D——螺纹大径，mm；

P——螺距，mm。

例：M12的普通粗牙螺纹，螺距为2 mm，求出攻螺纹前的底孔直径。

解：已知D=12 mm，P=2 mm

根据公式： D孔=D-P

=12 mm-2 mm

=10 mm

答：攻螺纹前的底孔直径为10 mm。

攻铸铁或较小材料时，底孔直径的计算公式为：

D孔=D-（1.05-1.1）P

②攻螺纹前，确定底孔深度。攻不通孔螺纹时，由于丝锥切削部分有锥角，低端不能攻出完整的螺纹牙形，所以钻孔的深度要大于螺纹的有效长度。底孔深度的计算公式为：

H=h+0.7D

式中，H——底孔深度，mm；

h——螺纹有效长度，mm；

D——螺纹大径，mm。

攻螺纹的要点如下：

①攻螺纹前螺纹底孔口要倒角，通孔螺纹两端孔口都要倒角。这样可使丝锥容易切入，并防止攻螺纹后孔口的螺纹崩裂。

②攻螺纹前，工件的装夹位置要正确，应尽量使螺孔中心线置于水平或垂直位置，其目的是攻螺纹时便于判断丝锥是否垂直于工件表面。

③开始攻螺纹时，应把丝锥放正，右手按住铰杠中部沿丝锥中心线用力加压，此时左手配合作顺向旋进；或两手握住铰杠两端平衡施加压力，并将丝锥顺向旋进，保持丝锥中心线与孔中心线重合，不能歪斜。当切削部分切入工件1/2圈时，用目测或角尺检查和校正丝锥的位置。当切削部分全部切入工件时，应停止对丝锥加压力，只需平稳地转动铰杠，靠丝锥上的螺纹自然旋进。

④为了避免切削过长咬住丝锥，攻螺纹时应经常将丝锥反方向转动1/2圈左右，使切屑碎断后容易排出。

⑤攻不通螺纹时，要经常退出丝锥，排除孔中的切屑。当将要攻到孔底时，应及时排除孔底的积屑，以免攻到孔底丝锥被轧住。

⑥攻通螺纹时，丝锥校准部分不应全部攻出头，否则会扩大或损坏孔口最后几牙螺纹。

⑦丝锥退出时，应先用铰杠带动螺纹平稳地反向转动，当能用手直接旋动丝锥时，应停止使用铰杠，以防铰杠带动丝锥退出时产生摇摆和振动，破坏螺纹表面的粗糙度。

⑧在攻螺纹过程中，换用另一支丝锥时，应先用手将丝锥旋入已攻出的螺孔中，直到用手旋不动时，再用铰杠进行攻螺纹。

⑨在攻材料硬度较高的螺纹时，应头锥、二锥交替攻削，这样可减轻头锥切削部分的载荷，防止丝锥折断。

⑩攻塑性材料的螺纹时，要加切削液，以减小切削阻力和提高螺孔的表面质量，延长丝锥的使用寿命。一般用机油或浓度较大的乳化液，要求精度高的螺纹孔也可以用菜油或二氧化钼等。

二、套螺纹

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。

1.套螺纹的工具

（1）板牙

●功用：板牙是加工外螺纹的工具，其外形像一个螺母，只是在它上面钻有几个排屑孔并形成刀刃，如图5-47所示。板牙由合金钢制成，并经热处理淬硬。

●结构：板牙由切屑部分、校准部分和排屑孔组成。板牙两端锥度为40°～ 50°。板牙外圆上有4个紧定螺钉坑和一个V形槽。螺钉坑用于固定板牙。

（2）板牙铰杠

●功用：板牙铰杠是手工套螺纹时的辅助工具，如图5-48所示。

图5-47  圆柱板牙

图5-48  板牙铰杠

●结构：板牙铰杠的外圆有4个紧定螺钉和一个调松紧螺钉，使用时，紧定螺钉将板牙紧固在铰杠中，并传递套螺纹时的扭矩。当使用的圆板牙带有V形调整槽时，通过调节上面2个紧定螺钉和调整螺钉，可使板牙螺纹直径在一定的范围内变动。

2.套螺纹的方法

套螺纹时，金属材料因受圆板牙的挤压而产生变形，螺纹牙尖将被挤高一些。所以套螺纹前，圆杆的直径应稍小于螺纹的大径。套螺纹前圆杆直径的计算公式为：

dg≈ d-0.13P

式中，dg——套螺纹前圆杆直径，mm；

d——螺纹大径，mm；

P——螺距，mm。

套螺纹时的注意事项：

①为使板牙容易对准工件和切入工件，圆杆端部都要倒圆锥斜角15°～ 20°，如图5-49所示。避免端部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，在加衬垫时圆杆套螺纹部分离钳口要尽量近，如图5-50所示。

图5-49  圆杆端部应倒角

图5-50  套螺纹的要点

③套螺纹时应保持圆板牙端面与圆杆轴线垂直，否则套出的螺纹两面会有深浅之别，甚至烂牙。

④在开始套螺纹时，可用手掌按住圆板牙中心，适当增加压力并转动铰杠。当圆板牙切入圆杆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。而仅平稳的转动铰杠，靠板牙螺纹自然旋进套螺纹。

⑤为了避免切屑过长，在套螺纹过程中圆板牙应经常倒转。

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。

3.螺纹的检查

①钳工利用丝锥和板牙等成形刀具进行螺纹加工时，一般只对螺纹外观和螺孔轴线相对孔口端面的垂直度进行检查。

②检查螺纹外观主要是观察攻出或套出的螺纹是否有烂牙、滑牙；螺孔是否攻正；牙深是否足够以及螺纹表面质量是否满足要求等。

③检查螺孔轴线相对孔口端面的垂直度是将一个标准的检验工具（一端带螺纹，另一端为圆柱面）旋入已攻好的螺纹孔内，然后用90°角尺靠在螺孔端面上，检查在规定长度内的垂直度误差。对于垂直度要求不高的螺孔，也可以在螺孔内拧入双头螺纹（或长螺纹）作粗略检查。

4.切削液的选用

与攻螺纹一样，套螺纹时必须选用合适的切削液，一般使用加浓的乳化液或机油，要求较高时用菜油或二氧化钼。

任务实施

制作内螺纹与外螺纹

攻螺纹

1.操作准备

准备已加工好的52 mm×40 mm长方体、一根12 mm螺杆、钻床、一把钳工锉、划针、钢直尺、样冲、10 mm钻头、丝锥M12、圆板牙M12、丝锥铰杠、板牙铰杠、0～150 mm游标卡尺等材料和工具，制作图样如图5-51所示。

图5-51  制作内螺纹与外螺纹

套螺纹

2.操作过程

①先在长方体上面划线，找出中心点，然后在中心点打样冲眼。样冲眼要求打稍大些。

②把10 mm的钻头装夹好钻孔。

③把M12的丝锥装夹在铰杠上，加点润滑油，然后攻螺纹。

④再把12 mm螺杆装夹在台虎钳上，用钳工锉倒15°角。

⑤在螺杆上加点润滑油，然后把圆板牙装在板牙铰杠上，开始套螺纹。

⑥最后把螺杆套在长方体上，检查是否合格。

任务拓展

拆装油底壳

①首先必须将发动机里面的油全部放出，然后拆卸紧固螺栓。

②用柴油或汽油对油底壳进行清洗。

③检查油底壳下面的封闭螺栓和油底壳上内螺纹是否滑丝、能否封住油等。如果封不住油，就得在原来的螺纹基础上，重做内螺纹和封闭螺栓，加垫子锁紧，防止漏油。

④在装回油底壳前，先把发动机缸体和油底壳端盖上原来的密封胶清除，然后再涂上新的密封胶，最后用紧固螺栓锁紧。

⑤根据汽车维修手册，用扭力扳手将螺栓紧固。

任务检测

一、填空题

1.丝锥是加工__________的工具，它由__________ 钢、__________ 钢或__________ 钢制成。

2.丝锥按用途可以分为__________ 丝锥、__________ 丝锥、__________ 丝锥等。

3.铰杠分__________ 和__________ 。

4.板牙由__________、__________和__________组成。

5.套螺纹时必须选用合适的切削液，一般使用加浓的__________ 或__________，要求较高时用__________ 或__________ 。

二、判断题

1.铰杠长度应根据丝锥尺寸大小进行选择，以便控制攻螺纹的扭矩，防止丝锥因受力不当而扭断。 （   ）

2.攻螺纹前，先要确定底孔深度。 （   ）

3.套螺纹时，板牙没有经常倒转容易烂牙。 （   ）

4.攻螺纹和套螺纹时，可以不加润滑油。 （   ）

三、简答题

1.简述攻螺纹和套螺纹的含义。

2.简述攻螺纹的方法。

3.简述套螺纹的方法。

四、计算题

M10×1.5的普通细牙螺纹，螺距为1.5 mm，求攻螺纹前的底孔直径？

评价与反思

评价表

反思

1.如何能快速、高效地完成螺纹加工？

2.在加工螺纹的过程中，有哪些安全注意事项？