机械加工厂螺纹加工的常用方法有螺纹切削、数控车床加工螺纹、铣削加工螺纹、磨削加工螺纹和滚压加工螺纹。小批量非标螺纹、标准螺纹时常用数控车床车削加工,数控车床加工螺纹简单快捷,应用越来越广泛。
在工件上加工出内﹑外螺纹的方法﹐主要有切削加工和滚压加工两类。
1)螺纹切削:一般指用成形刀具或磨具在工件上加工螺纹的方法﹐主要有车削﹑铣削﹑攻丝﹑套丝﹑磨削﹑研磨和旋风切削等。车削﹑铣削和磨削螺纹时﹐工件每转一转﹐机床的传动链保证车刀﹑铣刀或砂轮沿工件轴向准确而均匀地移动一个导程。在攻丝或套丝时﹐刀具(丝锥或板牙)与工件作相对旋转运动﹐并由先形成的螺纹沟槽引导着刀具(或工件)作轴向移动。
2)螺纹车削 :在车床上车削螺纹可采用成形车刀或螺纹梳刀。用成形车刀车削螺纹﹐由于刀具结构简单﹐是单件和小批生产螺纹工件的常用方法﹔用螺纹梳刀车削螺纹﹐生产效率高﹐但刀具结构复杂﹐只适于中﹑大批量生产中车削细牙的短螺纹工件。普通车床车削梯形螺纹的螺距精度一般只能达到8~9级﹔在专门化的螺纹车床上加工螺纹﹐生产率或精度可显着提高。
3)螺纹铣削 :在螺纹铣床上用盘形铣刀或梳形铣刀进行铣削。盘形铣刀主要用于铣削丝杆﹑蜗杆等工件上的梯形外螺纹。梳形铣刀用于铣削内﹑外普通螺纹和锥螺纹﹐由于是用多刃铣刀铣削﹑其工作部分的长度又大于被加工螺纹的长度﹐故工件只需要旋转1.25~1.5转就可加工完成﹐生产率很高。螺纹铣削的螺距精度一般能达 8~9级﹐表面粗糙度为R 5~0.63微米。这种方法适用于成批生产一般精度的螺纹工件或磨削前的粗加工。
4)螺纹磨削:主要用于在螺纹磨床上加工淬硬工件的精密螺纹﹐按砂轮截面形状不同分单线砂轮和多线砂轮磨削两种。单线砂轮磨削能达到的螺距精度为5~6级﹐表面粗糙度为R 1.25~0.08微米﹐砂轮修整较方便。这种方法适于磨削精密丝杠﹑螺纹量规﹑蜗杆﹑小批量的螺纹工件和铲磨精密滚刀。多线砂轮磨削又分纵磨法和切入磨法两种。纵磨法的砂轮宽度小于被磨螺纹长度﹐砂轮纵向移动一次或数次行程即可把螺纹磨到最后尺寸。切入磨法的砂轮宽度大于被磨螺纹长度﹐砂轮径向切入工件表面﹐工件约转1.25转就可磨好﹐生产率较高﹐但精度稍低﹐砂轮修整比较复杂。切入磨法适于铲磨批量较大的丝锥和磨削某些紧固用的螺纹。
5)螺纹研磨:用铸铁等较软材料制成螺母型或螺杆型的螺纹研具﹐对工件上已加工的螺纹存在螺距误差的部位进行正反向旋转研磨﹐以提高螺距精度。淬硬的内螺纹通常也用研磨的方法消除变形﹐提高精度。
6)攻丝和套丝:攻丝是用一定的扭距将丝锥旋入工件上预钻的底孔中加工出内螺纹。套丝是用板牙在棒料(或管料)工件上切出外螺纹。攻丝或套丝的加工精度取决于丝锥或板牙的精度。加工内﹑外螺纹的方法虽然很多﹐但小直径的内螺纹只能依靠丝锥加工。攻丝和套丝可用手工操作﹐也可用车床﹑钻床﹑攻丝机和套丝机。
7)螺纹滚压:用成形滚压模具使工件产生塑性变形以获得螺纹的加工方法。螺纹滚压一般在滚丝机。搓丝机或在附装自动开合螺纹滚压头的自动车床上进行﹐适用于大批量生产标准紧固件和其它螺纹联接件的外螺纹。滚压螺纹的外径一般不超过 25毫米﹐长度不大于100毫米﹐螺纹精度可达2级(GB197-63)﹐所用坯件的直径大致与被加工螺纹的中径相等。滚压一般不能加工内螺纹﹐但对材质较软的工件可用无槽挤压丝锥冷挤内螺纹(最大直径可达30毫米左右)﹐工作原理与攻丝类似。冷挤内螺纹时所需扭距约比攻丝大1倍﹐加工精度和表面质量比攻丝略高。
螺纹滚压的优点是﹕表面粗糙度小于车削﹑铣削和磨削﹔滚压后的螺纹表面因冷作硬化而能提高强度和硬度﹔材料利用率高﹔生产率比切削加工成倍增长﹐且易于实现自动化﹔滚压模具寿命很长。但滚压螺纹要求工件材料的硬度不超过HRC40﹔对毛坯尺寸精度要求较高﹔对滚压模具的精度和硬度要求也高﹐制造模具比较困难﹔不适于滚压牙形不对称的螺纹。
按滚压模具的不同﹐螺纹滚压可分搓丝和滚丝两类。
搓丝两块带螺纹牙形的搓丝板错开1/2螺距相对布置﹐静板固定不动﹐动板作平行于静板的往复直线运动。当工件送入两板之间时﹐动板前进搓压工件﹐使其表面塑性变形而成螺纹。
滚丝有径向滚丝﹑切向滚丝和滚压头滚丝三种。
径向滚丝﹕2个(或3个)带螺纹牙形的滚丝轮安装在互相平行的轴上﹐工件放在两轮之间的支承上﹐两轮同向等速旋转﹐其中一轮还作径向进给运动。工件在滚丝轮带动下旋转﹐表面受径向挤压形成螺纹。对某些精度要求不高的丝杠﹐也可采用类似的方法滚压成形。
切向滚丝﹕又称行星式滚丝﹐滚压工具由1个旋转的中央滚丝轮和3块固定的弧形丝板组成。滚丝时﹐工件可以连续送进﹐故生产率比搓丝和径向滚丝高。
滚丝头滚丝﹕在自动车床上进行﹐一般用于加工工件上的短螺纹。滚压头中有3~4个均布于工件外周的滚丝轮。滚丝时﹐工件旋转﹐滚压头轴向进给﹐将工件滚压出螺纹。