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内螺纹加工中丝锥折断的成因及对策分析

2019-04-09张圣锋

关键词:措施

张圣锋

【摘 要】小批量较且孔径较小的螺孔或是配作螺孔常用手工攻丝的方法加工,由于加工者的操作错误常导致加工螺孔的丝锥折断,本文简明分析内螺纹加工中丝锥折断的成因及解决方法,以期能起到抛砖引玉的作用。

【关键词】螺纹加工;丝锥折断;措施

【中图分类号】TQ513 【文献标识码】A

【文章编号】2095-3089(2019)03-0023-01

螺纹在实际工作中主要起连接和传递运动及动力的作用,因而应用广泛。,本文主要介绍钳工加工螺孔时丝锥折断的原因及如何取出折断在螺孔中丝锥的方法。

一、丝锥折断原因分析

1.加工盲孔螺纹时,当丝锥即将接触孔底的瞬间,而操作者并未意识到,仍按未到孔底的攻丝速度送进,则丝锥必然折断。

2.加工盲孔螺纹时,如果有部分切屑未能及时排出而填堵在孔的底部,操作者若强行继续攻丝,丝锥也必然折断。

3.丝锥自身的质量有问题,如丝锥牙齿爆裂或磨损过多而强行攻螺纹,也会导致攻丝过程中丝锥折断。

4.在攻丝过程中,由于操作者双手用力不均衡用力过猛,致使力的方向改变而折断丝锥。这种情况多发生在直径较小的螺纹加工中。

5.底孔孔径太小与丝锥不匹配。例如,加工M5×0.5螺纹时,本应该用必4.5mm钻头钻底孔,如果误用了适用于M5的4.2mm钻头来加工,由于孔径变小,与丝锥不匹配,扭矩必然增大。此时如操作者仍未发现用错钻头而继续强行攻丝,则丝锥折断现象就必然出现。

6.工件材料过硬或夹有硬点时,操作者没有经常反转使切屑断碎,及时排屑而强行攻钻,也是导致丝锥折断的主要因素之一。

7.攻丝开始时,丝锥起步定位不正确,即丝锥的轴线与底孔的中心线不同心,在攻丝过程中扭矩过大,这是丝锥折断的主要原因,由此而造成的丝锥折断现象比前述诸因素造成的丝锥折断总和还要多。出现这种丝锥与底孔不同心的现象,看起来是操作者的技能问题,但实际上是由于丝锥结构上存在不足所致。目前所用的手动丝锥前端均为锥形,其初始工作面与底孔呈点状接触,丝锥与底孔的同心度全凭操作者的技能和经验来保持,既要使丝锥保持左右垂直于底孔端面,又要保持前后垂直于底孔端面,还要在用力下压丝锥的同时双手均衡用力扭动丝锥。如此多项内容必须相互兼顾同时进行,技术水平欠佳的操作者是很难完成此项工作的。即使是技术水平较好的高级技工,在手动攻丝作业时也不是每次都能掌握得很准确。

二、取出折断在螺孔中丝锥的方法

当丝锥折断在螺孔中后,应根据具体情况进行分析,然后采用合适方法取出断丝锥。

1.断丝锥截面高于螺孔。

当断丝锥截面高于螺孔孔口或稍低于孔口时,可用钳子拧出,也可用尖錾或中心冲对准丝锥容屑槽前面,与攻螺纹相反方向轻轻敲击。在敲击前必须将容屑槽内的切屑清除,在轻轻敲击时力的方向一定要在水平切线方向。并经常改变敲击位置,防止丝锥偏斜,使断丝锥逐渐顺利退出,如图1所示。在敲击时要小心,避免因孔口损坏,使断丝锥难以退出。

2.断丝锥截面低于螺孔。

当断丝锥的截面埋在螺孔中较深时,须用如图2所示的专用工具,这种工具通常要钳工自制,取与螺孔孔径相同或略小的圆钢一段,材料可用45钢,一端锉方,另一端钻直径比丝锥根部直径稍大的孔,用细齿锯条锯开三条基本相等的槽,然后用整形锉修整,使此工具能嵌入丝锥槽内,再将它加热后在油中淬火。取断丝锥前也应把丝锥槽内切屑除清,加入润滑油,把工具插入断丝锥内,上面用铰杠固定,绕攻螺纹方向相反的一面轻轻转动,若感到紧时,仍需与攻螺纹一样,倒转一些再顺转,顺转一些再倒转,用力要恰当,以免将工具折断。

图1 取出断丝锥方法之一 图2 取出断丝锥方法之二

3.断丝锥与螺孔结合牢固。

当断丝锥与螺孔楔合十分牢固,用上述方法不能取出时,可用以下几种方法:

(1)当折断丝锥的断面与孔口平面等高甚或高于孔口平面时,可在折断的丝锥上焊上便于用力的附属结构,如便于施力的弯曲杆或是螺母,也可在断丝锥上小心地堆焊出一定厚度的金属,并使其露出表面,再用锉刀锉出两个平行面,然后用扳手旋出。

(2)当折断的丝锥的断面低于孔口平面、但相差不多时,可在带方榫的折断丝锥段上拧上相应的两个螺母,再用尺寸适当的钢丝插入折断丝锥和螺母的容屑槽中,然后用绞杠顺着反转的方向慢慢地扳动方榫,就可以把折断的丝锥从螺纹孔带出来。这种方法适用于折断留在孔中部分较短的情况。

(3)当折断的丝锥的断面低于孔口平面,虽然相差不多但不能采用双螺母法取出折断部分时,可采用冲击振动的方法。就是找一把样冲或较钝的尖錾,把它抵在容屑槽断面的靠外缘处,顺着反轉的方向,用手锤轻轻敲击,通过反复冲击、振动,使卡死的丝锥逐渐松动,从而把折断丝锥取出。这种方法适用于折断部分较短,在孔中但卡得很死的情况。但使用时要有耐性,一定要轻轻敲击,如用力过大,丝锥就崩碎了。

(4)用电脉冲加工机床,将断丝锥电蚀掉,这种方法效率低,并且螺孔容易损伤,加工后,必须用丝锥回攻。这是目前航空工业中采用的方法。

(5)上述几种方法都不能取出时,可以考虑其他特殊的方法。在工件允许退火的情况下,用乙炔火焰把残留在孔内的折断丝锥利用乙炔火焰对它进行加热退火,然后通过钻削,把折断的丝锥清除,或不进行退火处理,直接把丝锥敲碎后再清除。但这样往往会把已攻出的螺纹损坏,造成工件需要返修甚至报废,目前已很少采用。

综上所述,在攻丝的过程中丝锥折断时,应根据实际情况选择适当的方法,既可以快速取出残留在孔内的折断丝锥,又不会损坏已加工好的螺纹。需要指出的是,不管采用上述那种方法,在取出丝锥前,应先把螺孔内的切屑及丝锥的碎屑清除干净,防止在回旋时再把丝锥卡住,同时加入适当的润滑油,来减少磨檫阻力。

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