1研究内容

零件螺纹种类繁多，现有的螺纹加工手段为铣螺纹、液压攻丝机攻螺纹以及手工攻螺纹，针对不同的螺纹种类选择不同的加工方法，在加工深孔螺纹以及大悬臂的的螺纹的时候使用加长刀柄来进行铣加工螺纹的时候往往效果不是很理想，对机械加工螺纹进行研究并针对大悬臂深孔螺纹进行研究，以解决该类螺纹加工困难的问题。铣螺纹需要在具备三轴插补运动的机床上进行加工，而液压攻丝需要在专用的设备进行加工，如果既有位置度要求比较高的孔又有螺纹的话就需要进行二次装夹，而机械攻丝只需要主轴旋转运动可以很好的解决此类问题。

2研究目标

分析刚性攻螺纹与柔性攻螺纹的优缺点并选择适合分厂的攻螺纹方法，分析切削丝锥与挤压丝锥的优缺点并选择合适的丝锥种类，根据选择的攻丝方式和丝锥的选择对刀柄进行分析并选择合适的刀柄，针对不同的加工材料选择合理的参数，通过加工试验选择出最优加工参数，保证零件加工效车的同时，实现刀具寿命的最大化，实现深孔大悬臂螺纹孔加工。

3技术方案

3.1刚性攻螺纹

攻丝的刀柄是刚性的没有自动调整的间隙，将主轴旋转与z轴进给同步化，z轴每转一圈走一个螺距，使用指令CYCLE84无需特殊的刀柄，加工效率比较高，能够获得比较好的表面质里。柔性攻螺纹:攻丝的刀柄是有调整间隙的一般的是带弹簧沿轴线有弹性收缩功能，可以防止攻丝夹头卡死，可以根据不同的螺纹对夹头进行限力，当丝锥被夹头卡死时夹头可以空转，这样可以保护设备和工件，主轴旋转与z轴进给是独立进行的。根据零件材料的特点对丝锥的排屑、断屑性能;刀具的引导长度;刀具切削刃的角度;刀具的涂层种类;刀具的冷却方式进行分析并选择合适的刀具。

刚性攻螺纹和柔性攻螺纹的对比。加工材料:并不是所有的材料都适合挤压加工，必须具有一定的延展性并不超过一定的强度，适合的材料具有不超过1000N/MM的抗拉强度以及不低于5%的断裂应变，挤压丝锥使用与强度较低、塑性较好的钢合金和铝合金，也可以用于不锈钢和低碳合钢等硬度低、塑性大的材料攻丝。对于硬度大的合金钢等材料则不适合，容易使丝锥折断。扭距:挤压丝锥在加工的过程中产生的扭距比较大，如果手攻丝锥采用挤压丝锥则工人在加工的过程中要比切削丝锥更费力，所以以往的加工过程中大都采用切削丝锥。加工过程:挤压丝锥在加工的过程中，挤压刃在径向通过挤压螺纹穿入零件，在此工艺中，工件材料沿着齿侧从齿冠“流向”螺纹小径区域，这就使螺纹小径处留有典型的“凹口”特征。挤压丝锥为压力成型工艺，基本不产生切屑，所以挤压丝锥的显著特点是一般都没有排屑槽，如果有也只是直排屑槽。

3.2切削丝锥

加工范围:基本适合所有材料零件;扭距:比挤压丝锥小，丝锥不易折断、使用寿命更高:螺纹形状:没有任何特殊的地方;切屑:产生较多切屑，根据排屑的多少需要不同形状的切屑槽;预钻孔:预钻孔精度要求不高，且使用成熟;螺纹强度:对零件采取去除材料的方法，没有改变材料本身的晶类的强度，同时容易产生齿侧误差会导致在螺纹上施加的压力分布不均匀而限制了螺纹的承载强度。

3.3挤压丝锥

加工范围:塑性较好的铜合金和铝合金，也可以用于不锈钢和低碳合钢等硬度低、塑性大的材料;扭距:比切削丝锥大10%~100%不等;螺纹形状:在螺纹牙尖上有“凹口”;切屑:基本不产生切屑所以不需要排屑或只需要排出很少里的屑;预钻孔:预钻孔精度要求较高，对螺纹精度影响比较大;螺纹强度:对零件采取挤压加工的方式，材料晶类没有被切断或者去除，而是使晶类在齿根部得到加强，使得螺纹强度增加，不会产生齿侧误差，螺纹强度的增强对振动性能以及动态压力下的螺纹所能承载的载荷得到了加强。

3.4柔性攻丝刀柄

压缩方向长度补偿:此类长度补偿可以补偿主轴进给和被加工螺纹的螺距之间的差异，如果使用带有过载保护的快换夹头，在压缩方向的长度补偿一旦过载保护反应时，容许主轴进给。拉伸方向的长度补偿:此类长度补偿可以补偿主轴进给和被加工螺纹螺距之间的差异，以及螺纹加工循环在反转点的主轴过运转。使用攻丝附件，压缩方向的长度补偿确保从正转到反转开启旋向感应的功能。

4方案验证

在整个试验研究过程中，固化了机械攻螺纹的刀具参数以及刀柄，选择了适合使用的加工方法，并选择了合适的加工方案，在不同的材料上进行应用试验，固化了加工参数，解决了零件的螺纹加工方法，结合西门子指令实现机械攻丝在加工中心上的使用，拓展机械攻丝的使用范围，不用局限于液压攻丝机;对铣螺纹加工形成补充，丰富螺纹加工手段。

柔性攻螺纹更符合实际情况;通过分析对比发现切削丝锥更具有可操作性以及通用性所以选择切削丝锥;对刀具结构进行分析，针对不同的材料选择合适的刀具排屑槽、刀具前引导长度，刀具后角、刀具涂层、刀具冷却方式;使用柔性刀柄的优点是刀具带有补偿功能(轴向浮动)，主轴只提供旋转运动，依靠丝锥的自导能力来导正，对刀具的精度以及垂直度要求不高，到丝锥折断可以依靠刀柄空转来保护设备，并可以通过卸下自锁刀柄使刀具与刀柄分离;针对不同的机床需要选择合适的攻螺纹加工指令进行加工;转速增大到一定程度后会使切削力减小，导致机床没有足够的力进行切削，在保证螺纹加工合格的前提下合理的选择加工参数，既保证零件加工质里又保证零件加工效率。

结束语

本次对机械攻螺纹进行了充分的研究，固化了零件加工的刀具与刀柄，通过试验加工固化了不同材料零件的加工参数，解决了部分零件由于结构原因，采用其他螺纹加工手段不易合格的问题，丰富了螺纹加工的手段，提高了螺纹加工的能力，为后续机械攻螺纹的推广打下基础。

参考文献

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