螺纹孔是制造过程中的关键，它们可以实现精确装配和紧密紧固。本指南涵盖不同类型的螺纹孔、加工方法、材料、工具和最佳实践。通过获取这些知识，您可以优化螺纹孔加工，提高质量和效率。
什么是螺纹孔？
圆形螺纹孔称为螺纹孔。在螺纹孔内，您会发现在圆柱形腔壁上切有精确设计的螺旋槽。这些槽遵循具有定义直径和螺距的轮廓。这确保了与螺栓和螺钉等紧固件的紧密连接。
螺纹孔的类型
制造领域使用不同类型的螺纹孔，每个孔都有其特定用途。以下是主要类型的细分：
通孔
从入口到出口，通孔形成贯穿工件材料的完整通道。其螺纹在整个长度上是均匀的。当紧固件必须从材料中穿过时，会使用它们。工程师在需要排屑的情况下会指定通孔。
盲孔
与通孔不同，盲孔在工件中止于预定的深度。这些精确控制的深度以锥形或平底结束。机械师在加工这些孔时必须管理切屑排出并确保螺纹啮合。
螺纹孔
在这种类型中，螺纹是在丝锥工具的帮助下切入预钻孔的。不同情况需要不同的丝锥尺寸和螺距。这些孔通常出现在车辆零件和其他需要不时拆卸零件的组件中。
螺纹嵌件
金属套管内部有螺纹，外部有纹理表面，被称为螺纹嵌件。其设计可抵抗松动力，并提高软质材料中螺纹的耐用性。航空航天、汽车和医疗行业使用这些嵌件，因为它们在重复组装周期中具有可靠的可用性和更好的承载能力。
螺旋线圈插入件
螺旋线圈内衬由不锈钢丝制成，可永久加固螺纹。它们可以在极端温度下（即 -320 至 +800°F）保持完整性，并在整个螺纹轮廓上均匀分布负载。它们的弹簧式设计可最大限度地减少应力集中，特别是在铝、塑料和其他软材料中。
螺纹孔的加工方法
制作螺纹孔的方法有很多种，每种孔都有其适合不同用途的优点。
1. 螺纹切削
攻丝钻形成的初始孔比所需螺纹直径略小。然后，特制的切削工具系统地去除材料以形成螺纹。这种方法在大多数工程材料中都能提供稳定的螺纹质量。
2. 螺纹成型
高压滚轮在这种方法中取代材料以产生螺纹而不去除它。冷成型螺纹由于加工硬化而具有更高的耐磨性。虽然这种方法可以快速加工延展性材料，但成功与否取决于材料特性。
3. 螺纹铣削
在这种类型的铣削中，带有定制旋转刀具的 CNC 机床借助螺旋运动生成内螺纹。单个刀具可以生成多个螺纹，这种方法对于大直径的情况具有成本效益，因为它可以最大限度地减少刀具磨损并保持精度。
4. 敲击
特制的丝锥用于预钻孔，以便在攻丝时制作螺纹。成功取决于润滑和主轴转速，通常为 40 至 60 RPM。先进的 CNC 攻丝中心可为大批量生产提供一致的结果。
5. 螺纹磨削
在这种加工类型中，砂轮在 CNC 控制下磨削内螺纹和外螺纹。这种方法更适合热处理部件和硬化材料。当表面光洁度和螺纹轮廓至关重要时，工程师会选择螺纹磨削。
材料及其可加工性
成功进行螺纹加工取决于对不同材料对加工的反应的了解。部分材料如下：
金属制品
2011 和 6061 铝合金加工性能良好，在螺纹加工时可产生干净的切屑。303 不锈钢具有中等可加工性，但高碳钢需要控制切削参数。在钢配方中添加硫和铅有助于 机械加工性 和排屑。
塑料
乙缩醛、PEEK 和聚碳酸酯塑料因其出色的加工性能而主要用于螺纹部件。它们需要温度控制以防止变形。尼龙和 UHMW 适用于需要良好耐用性和耐化学性的场合，但它们的熔点较低，这意味着您必须使用冷却策略和特定的切割速度。
复合材料
这些材料在螺纹加工中增加了显著的问题，因为它们含有碳、玻璃或石墨等磨料纤维增强材料，这些材料会影响切削参数。与金属不同，复合材料的断裂是脆性断裂，而不是塑性变形。
工具和设备
精确的螺纹孔加工需要一些特殊的工具。以下是加工螺纹所需的零件。
模具和丝锥
硬化碳钢和高速钢 (HSS) 是优质模具和丝锥的基础，因为它们是必需的切削工具。丝锥有三种类型，即用于内螺纹加工的锥度丝锥、底丝锥和中间丝锥。
外螺纹加工使用模具将螺纹切割成圆柱形零件和杆。这些精密工具适用于从铝到硬化钢的各种材料，并成套提供匹配的螺纹规格和钻头尺寸。
螺纹铣刀
高级螺纹加工需要特殊的螺纹铣刀。这些刀具有多齿和单齿配置，大多具有内部冷却液通道。T740TX 系列是一种现代 CNC 螺纹铣刀设计，将硬质合金涂层与现代切削几何形状相结合，以最大限度地提高排屑效果。
钻头
正确的钻孔准备从选择合适的钻头开始。螺纹图表可帮助机械师选择正确的钻头直径，无论是使用公制还是分数测量。硬质合金钻头更适合棘手的情况，而 HSS 钻头则适合标准用途。许多制造商现在都在钻头上添加定制涂层，以提高其在不同材料中的可用性。
数控机床
螺纹加工高度依赖于 CNC 技术，具有专用的 G 代码循环，例如 G32、G33 和 G76。标准 CNC 铣床适合基本螺纹加工，但复杂几何形状需要 5 轴机床才能获得最佳效果。内置灵活攻丝夹头将自动补偿进给变化并连续提供精确的螺纹。
冷却剂和润滑剂
螺纹加工的关键在于流体选择。重型加工需要纯油，高速加工需要水溶性油进行冷却。铝加工需要植物基流体，不锈钢加工需要合成流体。加工过程中流体浓度适宜将延长刀具寿命并保护工件免受腐蚀。
影响螺纹孔加工的变量
加工螺纹孔就是要了解这些方面，这将有助于您最大限度地提高工艺效率并获得更好的结果。
材料硬度
材料硬度决定刀具和操作参数。较硬的材料需要较慢的切削速度和硬质合金刀具才能获得精确的螺纹。润滑是防止材料变形和保持刀具状态的主要因素。工程师必须将切削参数与材料特性相匹配。
脆性和延展性
材料的变形能力决定了螺纹加工方法。螺纹成型适用于 韧性 黄铜和铝等材料，因为这些金属流动时不会留下切屑。脆性材料需要那些可以去除材料碎屑的切割工艺。这将帮助您选择正确的方法和工具。
热性能
每种材料都有自己的导热能力。导热率较高的材料可以更快地进行加工，因为它们会将热量从切削区域散发出去。另一方面，钛等导热性较差的材料需要先进的冷却方法和较低的速度。适当的温度控制可确保尺寸稳定性并延长刀具寿命。
螺纹孔加工的最佳实践
螺纹孔加工的成功取决于遵循技术指南和既定程序。这些必要的实践将为您带来持久而高质量的结果。
孔准备
中心设计有冲孔标记，用于引导钻头准备钻孔。根据材料类型使用钻头，并在整个操作过程中施加恒定的向下压力。最终螺栓尺寸应大于起始孔的直径，以推进螺纹加工过程。导向孔可以减少硬质材料的工具应力，然后涂上一层切削液将改善整体光洁度。
进给率和速度
加工阶段需要不同的进给和速度组合才能正常工作。粗加工的最佳速度为每转 0.005 至 0.02 英寸，精加工的最佳速度为每转 0.002 至 0.004 英寸。
材料类型决定了切削速度，因为较硬的镍合金仅需要 30 至 60 RPM，而铝则需要 300 至 400 RPM。深孔需要较低的速度来保护工具。
质量控制
您应该使用螺纹规和千分尺来检查螺纹的重要参数，如其垂直度和尺寸。在工艺测量中使用，可快速调整和 统计过程控制 跟踪线程一致性。
排屑
必须正确清除金属碎屑，才能获得良好的螺纹质量并延长刀具寿命。高压冷却液和丝锥反转的混合物可分解并清除碎屑。对于深孔，螺旋尖丝锥可形成自然的向上切屑路径。使用正确的进给率和切削液混合物可保持切削区清洁。
结语
刀具、材料和工艺控制是实现螺纹孔加工质量的主要考虑因素。如果实施了质量检查、了解了材料特性并给出了正确的速度和进给，则可以获得耐用的螺纹。
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常见问题
1. 我们可以使用数控机床进行螺纹加工吗？
是的，我们可以。螺纹铣削、磨削、攻丝和车削是一些众所周知的方法。
2. 螺纹质量差的迹象有哪些？如何解决？
粗糙的表面、不均匀的轮廓和不正确的尺寸都是常见的迹象。大多数情况下，如果您使用正确的切削参数并选择合适的刀具，您可以轻松解决这些问题。
3. 如何修复损坏的螺纹？
螺旋刀片在这里是个不错的选择。第一步，拆除旧螺纹（可以使用钻头）。之后使用丝锥打孔，然后将新的螺旋刀片推入其中。
4. UNF 和 UNC 螺纹之间有哪些区别？
UNF 螺纹在 1 英寸内较多，且螺纹总是较小。另一方面，UNC 螺纹在 XNUMX 英寸内较少。而且它们的尺寸较大。
5. 如何为特定材料选择合适的丝锥？
可根据材料选择合适的丝锥，例如用于有色金属的直槽丝锥、用于铸铁和钢的高速钢丝锥、以及用于不锈钢的带 TiCN 涂层的钴高速钢丝锥。