導柱螺旋槽絲錐的設計及工藝方法

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

導柱螺旋槽絲錐，顧名思義帶有導柱且容屑槽是螺旋狀的，通常用在韌性金屬上對深孔或斷續表面孔的螺紋加工。加工工件時，前導柱先進入螺紋底孔，引導絲錐沿孔的縱向進行切削，較普通絲錐制造出的螺紋孔有更精準的位置度及垂直度，適用于加工對螺紋孔有較高位置度及垂直度要求的產品；如果是加長柄，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，提高整個被加工件的產品質量。

2 導柱螺旋槽絲錐的設計

2.1 外形輪廓設計

以長柄導柱螺旋槽絲錐M27×1.75為例，說明如下。

長柄導柱螺旋槽絲錐M27×1.75表示公稱直徑27mm，螺距P=1.75mm。

圖1 M27×1.75導柱螺旋槽絲錐外廓尺寸

如圖1 所示，M27×1.75導柱螺旋槽絲錐由前導、頸部、切削部分、校準部分、柄部等組成。

（1）導柱外徑d導：等于絲錐切削錐小頭端部直徑dx。

（2）導柱長度：一般取15～25mm。

（3）切削前錐長度L：前錐長度L根據加工螺紋孔用幾錐完成選擇，為螺距P的整數倍。需成組絲錐兩錐完成的螺紋孔，Ⅰ錐L較長，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：根據絲錐外徑d和切削錐小頭端部直徑dx計算得出，Kr=arctg[(d-dx)/2/L]。

2.2 切削和校準部分齒形設計

如圖2 所示，導柱螺旋槽絲錐螺紋牙型按國家標準GB/T192-2003《普通螺紋 基本牙型》執行，牙型半角30°，按照客戶要求螺距P為1.75mm。大徑、中徑、小徑按照絲錐的計算公式得出。

圖2 切削和校準部分齒形

2.3 絲錐溝形設計

如圖3，溝形角46°，溝槽端面截形設計采用兩段圓弧和一直線結構構成，這樣設計齒形強度好、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 方尾設計

圖3 絲錐端面截形

方尾起傳遞扭距的作用，方尾的尺寸根據國家標準或按裝夾絲錐的工具設計。

2.5 導柱螺旋槽絲主要技術要求

（1）材料：刃部高速鋼，熱處理硬度63HRC～66HRC。

（2）切削部分外徑、中徑對中心線的斜向圓跳動公差為0.026mm；校準部分外徑、中徑對中心線的徑向圓跳動公差為0.022mm，導柱外徑、柄部外徑對中心線的徑向圓跳動公差見圖1。

（3）方尾對稱度公差小于其尺寸公差的1/2。

3 導柱螺旋槽絲錐制造工藝

3.1 車各部

車各部外圓，保證前導柱、刃柄部圓柱面對軸線的徑向圓跳動公差為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，安裝好兩個三面刃銑刀，使得方尾兩刀即可銑成。方頭對柄部的對稱度公差應滿足技術要求。

3.3 車螺紋

選60°螺紋車刀，用對角度刀樣板校正螺紋車刀角度。車后檢查螺紋中徑，測量選用三針直徑的計算方法d0=0.57735P，M值的計算方法M=d2′+3d0-0.866P，M值公差，d2′為車螺紋時的中徑，螺距累計誤差在25mm內不大于±0.1mm， 螺紋中徑對軸線徑向圓跳動公差0.1mm。

3.4 銑刃溝

計算好螺旋導程，導程S=πd×ctgω，ω為螺旋角，按導程掛好齒輪。

加工時應注意下列事項：

（1）方尾與刃溝的相對位置同批工件一致。

（2）前刃面對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象。

（3）熱處理后調直使外徑對軸線的徑向圓跳動公差為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；同時，還要滿足下列技術要求。

（1） 磨溝槽時磨削量要均勻一致，溝長要一致。

（2）絲錐各齒在圓周上的不等分誤差不超過0.1mm。

（3） 同一絲錐刃寬一致性公差0.1mm。

3.9 磨刃柄部和前導柱外圓

絲錐各部對公共軸線的跳動公差按技術要求。

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，調整好機床，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、測量M值計算方法同車螺紋序。

（3）導程計算方法同銑刃溝序。

（4）在25mm長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 導柱螺旋絲錐加工工件的優點及注意事項

在使用導柱絲錐加工工件時，絲錐前導部首先進入工件后，對絲錐起到引導作用。機床主軸在轉動過程中絲錐的擺動減小，絲錐在加工時每個刀齒切削均勻，加工出的螺紋表面質量好。導柱絲錐更有利于保證被加工件的內螺紋位置精度，保證內螺紋孔對工件垂直度要求 。

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到H5，同時柄部加長后，適用于加工處于工件較深部位的螺紋孔。

5 結束語

導柱螺旋槽絲錐的設計，解決了不帶前導柱螺旋槽絲錐在加工產品時，絲錐前端擺動較大，造成絲錐斷裂，使工件內孔損傷，出現廢品的難題。

導柱螺旋絲錐經廠家使用后，對該產品極為滿意，它能保證產品的加工質量，提高勞動效率，降低成本。今后要不斷創新，生產出更多的復雜刀具，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.金屬切削刀具設計手冊[M].北京：機械工業出版社,2008.

2.中國機械工業標準化匯編(2版).北京：中國標準出版社, 2005.

（1）IV.TH-65,螺紋刀具——標準——匯編——中國[S].

（2）GB/T145_2001,中心孔[S].

（3）GB/T9943-2008,高速工具鋼[S].