机械人必备，丝锥选型、断裂分析大全

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机械人必备，丝锥选型、断裂分析大全

一、教您辨识丝锥的分类
丝锥分类
1.按驱动不同分：手用丝锥和机用丝锥
2.按加工方式分：切削丝锥和挤压丝锥
3.按被加工螺纹分：公制粗牙丝锥，公制细牙丝锥，管螺纹丝锥等
4.根据其形状分为直槽丝锥，螺旋槽丝锥和螺尖丝锥。

直槽丝锥
它通用性最强，切削锥部分可以有2、4、6牙，短锥用于不通孔，长锥用于通孔。只要底孔足够深，就应尽量选用切削锥长一些的，这样分担切削负荷的齿多一些，使用寿命也长一些。

　　
螺旋槽丝锥
比较适合加工不通孔螺纹，经验告诉我们：加工黑色金属的，螺旋角选的小一点，一般在30度左右，保证螺旋齿的强度。加工有色金属的，螺旋角选的大一点，可在45度左右，切削锋利一些。


内容屑丝锥
其显着特点是在头部开一个足够大的容屑槽，采用特殊的设计以达到较高的加工质量。尤其在大螺纹加工方面优势显着。广泛应用在风力发电、汽轮机、造船、矿山石油等行业。


螺尖丝锥
又叫先端丝锥，加工螺纹时切屑向前排出，通孔螺纹应优先采用螺尖丝锥。


挤压丝锥
根据使用方法，常分为手用丝锥、机用丝锥、螺母丝锥（用于在螺母加工机床上切制螺纹）、板牙丝锥（用于切制和校正板牙螺纹）、管螺纹丝锥和锥形螺纹丝锥。

机用和手用丝锥
是切制普通螺纹的标准丝锥。实际上两者的结构和工作原理基本相同。

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二、如何选用合适的丝锥
螺纹是机械零件连接最常见的方法，而丝锥又是加工内螺纹最常用的工具。正确地选用丝锥加工内螺纹，可以保证螺纹连接的质量，提高丝锥的使用寿命。

选择丝锥公差带
国产机用丝锥都标志中径公差带代号：H1、H2、H3分别表示公差带不同的位置，但公差值是相等的。手用丝锥的公差带代号为H4，公差值、螺距及角度误差比机用丝锥大，材质、热处理、生产工艺也不如机用丝锥。H4按规定可以不标志。丝锥中径公差带所能加工的内螺纹公差带等级如下：

丝锥公差带代号 适用内螺纹公差带等级
H1 4H、5H
H2 5G、6H
H3 6G、7H、7G
H4 6H、7H

有些企业使用进口丝锥，德国制造商常标志为ISO1 4H、ISO2 6H、ISO3
6G（国际标准ISO1-3与国家标准H1-3是等同的），这样就把丝锥公差带代号及可加工的内螺纹公差带都标上了。

选择螺纹的制式
目前常见的普通螺纹有三种制式：公制，英制，统一制（也称美制）。公制是以毫米为单位，齿形角60度的螺纹。例如：M8X1-6H表示直径8毫米的公制细牙螺纹，螺距1毫米，6H的内螺纹公差带。

英制是以英寸为单位，齿形角55度的螺纹。例如：BSW 1/4-20表示直径1/4英寸，粗牙螺距每英寸20牙，这种螺纹目前已很少使用。

另统一制是以英寸为单位，齿形角60度的螺纹。直径小于1/4英寸，常用编号表示，由0号至12号分别表示0.06英寸至1/4英寸的直径规格。美国目前主要使用的仍是统一制螺纹。

选择丝锥的种类
我们经常使用的是：直槽丝锥、螺旋槽丝锥、螺尖丝锥、挤压丝锥，其性能各有所长。

直槽丝锥，它通用性最强，通孔或不通孔、有色金属或黑色金属均可加工，价格也最便宜。但是针对性也较差，什么都可做，什么都不是做得最好。切削锥部分可以有2、4、6牙，短锥用于不通孔，长锥用于通孔。只要底孔足够深，就应尽量选用切削锥长一些的，这样分担切削负荷的齿多一些，使用寿命也长一些。

螺旋槽丝锥，比较适合加工不通孔螺纹，加工时切屑向后排出。由于螺旋角的缘故，丝锥实际切削前角会随螺旋角增大而加大。经验告诉我们：加工黑色金属的，螺旋角选的小一点，一般在30度左右，保证螺旋齿的强度。加工有色金属的，螺旋角选的大一点，可在45度左右，切削锋利一些。

螺尖丝锥，加工螺纹时切屑向前排出。它的芯部尺寸设计比较大，强度较好，可承受较大的切削力。加工有色金属、不锈钢、黑色金属效果都很好，通孔螺纹应优先采用螺尖丝锥。

特殊的丝锥
有一些特殊的丝锥，如跳牙丝锥。它间隔去掉一个齿，与工件之间的压力及摩檫力较小，加工薄壁件内螺纹，不会造成薄壁件变形。其它还有内容屑丝锥，中间开有容屑孔，专门加工几十到几百毫米的大直径内螺纹。

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新型内螺纹刀具
最值得一提的是：目前数控加工中心使用的一种内螺纹刀具，它集倒角、钻孔、螺纹加工于一体，利用机床螺旋插补，刀具的前端刃可以钻孔、倒角，侧面的齿可以铣内螺纹。一把刀具可以加工螺距相同，直径不同的螺孔。扩大了刀具的使用范围，减少了刀具的数量，也大大减少了加工中心的换刀次数。

带倒角螺纹铣刀加工视频：
https://imgcache.qq.com/tencentvideo_v1/playerv3/TPout.swf?vid=g0159t5utdb

挤压丝锥，比较适合加工有色金属，与上述切削丝锥工作原理不同，它是对金属进行挤压，使之塑形变形，形成内螺纹的。挤压成形的内螺纹金属纤维是连续的，抗拉，抗剪强度教高，加工的表面粗糙度也教好，不过挤压丝锥底孔要求较高：过大，基础金属量少，造成内螺纹小径过大，
强度不够。过小，封闭挤压的金属无处可去，造成丝锥折断。计算式为：底孔直径=内螺纹公称直径-0.5螺距。

挤压丝锥工作原理：
https://imgcache.qq.com/tencentvideo_v1/playerv3/TPout.swf?vid=u0170dfgwff

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三、丝锥断裂9大问题分析汇总
1.丝锥品质不好：
主要材料，数控刀具设计，热处理情况，加工精度，涂层质量等等。例如，丝锥截面过渡处尺寸差别太大或没有设计过渡圆角导致应力集中，使用时易在应力集中处发生断裂。柄、刃交界处的截面过渡处离焊口距离太近，导致复杂的焊接应力与截面过渡处的应力集中相迭加，产生较大的应力集中，导致丝锥在使用中断裂。金属加工微信，内容不错，值得关注。例如，热处理工艺不当。丝锥热处理时，若淬火加热前不经预热、淬火过热或过烧、不及时回火及清洗过早都有可能导致丝锥产生裂纹。很大程度上这也是国内丝锥整体性能不如进口丝锥的重要原因。

2.丝锥选择不当：
对硬度太大的攻件应该选用高品质丝锥，如含钴高速钢丝锥、硬质合金丝锥、涂层丝锥等。此外，不同的丝锥设计应用在不同的工作场合。例如，丝锥的排屑槽头数、大小、角度等等对排屑性能都有影响。

3.丝锥与加工的材料不匹配：
这个问题近几年越来越受到重视，以前国内厂家总觉得进口的好，贵的好，其实是适合的好。随着新材料的不断增加和难加工，为了适应这种需要，刀具材料的品种也在不断地增加。这就需要在攻丝前，选择好合适的丝锥产品。

4.底孔孔径偏小：
例如，加工黑色金属材料M5×0.5螺纹时，用切削丝锥应该用选择直径4.5mm钻头打底孔，如果误用了4.2mm钻头来打底孔，攻丝时丝锥所需切削的部分必然增大，进而使丝锥折断。建议根据丝锥的种类及攻件材质的不同选择正确的底孔直径，如果没有完全符合的钻头可以选择大一级的。

5.攻件材质问题：
攻件材质不纯，局部有过硬点或气孔，导致丝锥瞬间失去平衡而折断。

6.机床没有达到丝锥的精度要求：
机床和夹持体也是非常重要的，尤其对于高品质的丝锥，只要一定精度的机床和夹持体才能发挥出丝锥的性能。常见的就是同心度不够。攻丝开始时，丝锥起步定位不正确，即主轴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。

7.切削液，润滑油品质不好：
这点国内的许多企业都开始关注起来，许多采购了国外刀具和机床的公司有非常深刻的体会，切削液，润滑油品质出现问题，加工出的产品质量很容易出现毛刺等不良情况，同时寿命也会有很大的降低。

8.切削速度与进给量不合理：
当加工出现问题时，国内大部分用户是降低切削速度和减小进给量，这样丝锥的推进力度降低，其生产的螺纹精度因此被大幅度降低，这样加大了螺纹表面的粗糙度，螺纹孔径和螺纹精度都无从控制，毛刺等问题当然更不可避免。但是，给进速度太快，导致的扭力过大也容易导致丝锥折断。机攻时的切削速度，一般钢料为6-15m/min；调质钢或较硬的钢料为5-10m/min；不锈钢为2-7m/min；铸铁为8-10m/min。在同样材料时，丝锥直径小取较高值，丝锥直径大取较低值。

9.操作人员技术与技能没有达到要求：
以上的这些问题，都需要操作人员做出判断或向技术人员反馈，但目前国内绝大部分操作人员重视不够。例如，加工盲孔螺纹时，当丝锥即将接触孔底的瞬间，操作者并未意识到，仍按未到孔底时的攻丝速度给进，或排屑不畅时强行给进导致丝锥折断。建议操作人员加强责任心。

由上可见，造成丝锥断裂的原因可谓多种多样，机床、夹具、工件、工艺、夹头及刀具等等都有可能，仅凭纸上谈兵也许永远都找不到真正原因。做为一个合格的负责的刀具应用工程师，最重要的是深入现场，而不是仅凭想象。

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四、网友教您怎样识别丝锥优劣的检验方法
现市场上的丝锥牌号很多很多，因使用材质的不同，同规格的价格也相差很多，让购买者犹如雾里看花，不知买哪个好，以下教你几个简单的方法：

步骤/方法
看丝锥槽前端螺纹铲磨（倒角）是否均匀，切削槽刀口是否有快口，好的呈正7字型，不好的呈倒7字或U字形（退出丝攻时会造成两次切削，易断裂而且影响螺纹的精度

检测热处理情况：拔丝锥向空中呈抛物线（5米左右）平落下是否断裂，断说明脆性大

敲断丝锥，看它断口是斜长，断口里的晶粒（金相组织10.5#）细结，说明热处理及材质是好的，平的或斜短，晶粒（金相组织）粗测不好。

注意事项
对于丝锥的好坏主要取决于它的原始材质，热处理，槽型，精度，设备，转速及被加工材质，硬度，操作员工的素质等等，多有关系的！选用丝锥时，对丝锥的原始材质，热处理，槽型要特别留意，针对不同的加工孔，建议选择不同类型的丝锥！

在实际操作中，对刃口的修磨是很重要的，特别是对不锈钢系列，可以采用分次切削，以及导向的加长，切削口应磨成下角来增加丝锥的强度，同时冷却与润滑要跟上（用泵冲），丝锥的使用寿命也是比较长的！总之正对具体情况具体对待。

最后欣赏一下高速摄影下的丝锥加工：
https://imgcache.qq.com/tencentvideo_v1/playerv3/TPout.swf?vid=i0148cawbbo

三德黄工

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谢谢分享知识。。。

wpx0129

谢谢知识分享。