硬料怎么車螺紋?一文了解螺紋的分類及其刀具選擇
一、螺紋的分類:
國際公制標(biāo)準(zhǔn)螺紋:
我國國家標(biāo)準(zhǔn) CNS 采用之螺紋。牙頂為平面,易于車削,牙底則為圓弧形,以增加螺紋強(qiáng)度。螺紋角為60度,規(guī)格以M表示。公制螺紋可分粗牙及細(xì)牙二種。表示法如 M8x1.25。(M:代號(hào)、8:公 稱直徑、1.25:螺距)。
美制標(biāo)準(zhǔn)螺紋:
螺紋頂部與根部皆為平面,強(qiáng)度較佳。螺紋角亦為 60 度,規(guī)格以 每英寸有幾牙表示。此種螺紋可分為粗牙(NC);細(xì)牙(NF);特細(xì)牙(NEF)三級(jí)。表示法如 1/2-10NC。(1/2:外徑;10:每寸牙數(shù);NC代號(hào))。
統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)螺紋
由美國、英國、加拿大三國共同制訂,為目前常用之英制螺紋。 螺紋角亦為 60 度,規(guī)格以每英寸有幾牙表示。此種螺紋可分為粗牙(UNC);細(xì)牙(UNF);特細(xì)牙(UNEF)。表示法如 1/2-10UNC。(1/2:外徑;10:每寸牙數(shù);UNC 代號(hào))。
V形螺紋
頂部與根部均成尖狀,強(qiáng)度較弱,亦壞不常使用。螺紋角為 60 度。
惠式螺紋
英國國家標(biāo)準(zhǔn)采用之螺紋。螺紋角為 55 度,表示符號(hào)為“W”。適用于滾壓法制造。表示法如 W1/2-10。(1/2:外徑;10:每寸牙數(shù);W 代號(hào))。
圓螺紋
為德國 DIN 所定之標(biāo)準(zhǔn)螺紋。適用于燈泡、橡皮管之連接。表示符號(hào)為“Rd”。
管螺紋
為防止泄漏用的螺紋,經(jīng)常用于氣體或液體之管件連結(jié)。螺紋角為 55 度,可分為直管螺紋代號(hào)為”P.S.、N.P.S.”和斜管螺紋代號(hào)為“N.P.T.”,其錐度為 1:16,即每尺 3/4 寸。
方螺紋
傳動(dòng)效率大,僅次于滾珠螺紋,而磨損后無法用螺帽調(diào)整,為其缺點(diǎn)。一般用于虎鉗之螺桿及起重機(jī)之螺紋。
梯形螺紋
又稱愛克姆螺紋。傳動(dòng)效率較方螺紋稍小,但磨損后可用螺帽調(diào) 整。公制之螺紋角為 30 度、英制之螺紋角為 29 度。一般用于車床 之導(dǎo)螺桿。表示符號(hào)為“Tr”。
鋸齒螺紋
又稱斜方螺紋,只適于單方向傳動(dòng)。如螺旋千斤頂、加壓機(jī)等。 表示符號(hào)為”Bu”。
英制螺紋
英制螺紋之大小,通常以螺紋上每寸長度有若干螺紋數(shù)表示,簡稱為“每寸牙數(shù)”,恰等于螺距之倒數(shù)。例如每寸 8 牙之螺紋,其螺距為 1/8 寸。
二、螺紋加工方法:
用螺紋加工工具加工各種內(nèi)、外螺紋的方法。
1、攻螺紋與套螺紋
攻螺紋:用絲錐在孔中加工出內(nèi)螺紋的加工方法,稱為攻螺紋。
底孔直徑的計(jì)算公式:根據(jù)材料的塑性大小來考慮。
對(duì)于鋼件和塑性大的材料:D孔=D-P
D孔:螺紋底孔鉆頭直徑
D:內(nèi)螺紋大徑
P:螺距
套螺紋:用板牙在圓桿或管子上切削 出外螺紋的方法稱為套螺紋。
2. 車螺紋
車外螺紋與車內(nèi)螺紋
三、淬火后硬材料的螺紋加工刀具
1.淬火后硬材料車削螺紋刀具
淬火熱處理后的材料硬度高,一般在HRC60,HRC62度以上,普通合金刀片根本車不動(dòng),早期只能依靠磨削,加工效率低下,嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。如滾珠絲杠淬火后車螺紋滾道、滾絲輪翻新車螺紋、高速鋼軋輥車孔型螺旋槽等等,淬火后工件車螺紋的刀具材質(zhì)選擇立方氮化硼更高效,其中BN-S20為整理立方氮化硼材質(zhì),非金屬結(jié)合劑CBN刀片,韌性好抗崩損,可進(jìn)行輕斷續(xù)、重?cái)嗬m(xù)切削,硬度高超耐磨,可大余量車加工,如滾絲輪修復(fù)時(shí)1-2mm的余量可一刀完成,從而大大提高加工效率。
BN-H10材質(zhì)為細(xì)晶粒立方氮化硼刀具,車加工大間距螺紋或螺旋槽時(shí),常采用標(biāo)準(zhǔn)刀片型號(hào)VNGA160404,VNGA160408,該材質(zhì)可進(jìn)行非標(biāo)定制,設(shè)計(jì)成各種槽型的螺紋車刀,單刃或多刃均可,具體需要提前跟刀具工程師溝通確認(rèn)設(shè)計(jì)方案。
2.淬火后硬材料攻絲專用絲錐
淬火熱處理后HRC35左右的硬材料攻絲,不適合用擠壓絲錐來加工螺紋,因?yàn)檫@種材料的延伸率通常小于10%,因此,高硬度材料的螺紋加工通常需要采用切削絲錐或螺紋銑刀。螺紋銑刀的加工成本相較于絲錐攻絲來講,成本可能更高,所以在一般情況下建議選擇切削絲錐。切削絲錐有直槽絲錐,螺旋槽絲錐和螺尖絲錐(先端絲錐),淬火攻絲常用材質(zhì)有粉末高速鋼絲錐、涂層絲錐、超硬合金(鎢鋼)絲錐。
3.其他難加工材料銑削螺紋刀具
針對(duì)鋁合金等有色金屬及其合金的批量螺紋加工,采用PCD螺紋銑刀,通用性好,刀具鋒利,加工效率高,金剛石PCD硬度高,耐磨性好,使用壽命長,可降低生產(chǎn)成本,而且加工出來的螺紋質(zhì)量高,加工安全性高。
四、淬火后工件車螺紋案例
1、BN-S20刀片車加工淬火滾珠絲杠螺紋案例:
整體聚晶CBN刀片BN-S20牌號(hào)SNMN090404,車加工大型滾珠絲杠螺紋滾道,生產(chǎn)效率高,刀具耐用度高,抗震性好,不碎裂,具體參數(shù)如下:
2、BN-H10成型刀片車加工淬火滾珠絲杠螺旋案例:
采用BN-H10牌號(hào)非標(biāo)成型刀片,車加工淬火后的滾珠絲杠螺紋,表面粗糙度可穩(wěn)定達(dá)到Ra0.8以內(nèi),刀片正常磨損,具體參數(shù)如下:
3、高速鋼軋輥車孔型螺旋槽案例:
針對(duì)高硬度淬火高速鋼軋輥螺旋槽,采用華菱超硬整體聚晶CBN刀片BN-S20牌號(hào)RCMX120700,相較于某品牌CBN刀具壽命提高1倍以上,具體參數(shù)如下:
4、滾絲輪翻新修復(fù)車螺紋案例:
翻新修復(fù)滾絲輪時(shí),可以采用新工藝來省去熱處理等復(fù)雜工藝來降低成本;同時(shí)采用合適的車刀更能大幅度提高工效和節(jié)省成本。
原用刀具:YS8材質(zhì)硬質(zhì)合金,切削速度15m/min,粗車螺紋ap=0.35mm,精車螺紋ap=0.05~0.08mm,刀具壽命僅15分鐘。在車削滾絲輪螺紋過程中中,每走一次刀,分一次頭,而且硬質(zhì)合金車刀經(jīng)常崩刃,加工效率低。
采用BN-S20牌號(hào)立方氮化硼刀具:切削速度75m/min(提高4倍),粗車螺紋ap=1.5mm(提高3倍)一刀加工完成外圓余量,表面粗糙度Ra0.8以內(nèi)穩(wěn)定,如果走刀量調(diào)整較小或采用修光刃,粗糙度Ra0.4以內(nèi),達(dá)到普通磨床效果,實(shí)現(xiàn)以車代磨。
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