OSG螺纹基础及丝锥基础培训PPT课件.pptx

OSG螺纹基础及螺纹工具基础培训 BasicCourseofScrewThread ThreadTools 1 2 OSG的由来及涵义 3 OSG的概况 4 5 6 已成为世界制造产业支柱的OSG工具 钻头 丝锥 7 利用最新的加工技术来主攻汽车产业 深孔加工用硬质合金加长钻头 轮毂的孔加工 曲轴的斜面油孔加工 共轨喷射阀 8 已成为世界制造产业支柱的OSG工具 汽车零件等的加工 滚轧工具 测定工具螺纹量规 利用滚轧工具加工螺母的螺纹 9 已成为世界制造产业支柱的OSG工具 铣刀 利用铣刀加工模具 日常生活中的工业产品都是利用模具制造而成的 10 第一章螺纹基础 11 第一节螺纹的概念 12 螺纹的原理 1 斜面原理 如图所示 螺纹的工作原理可以认为与放在斜面上的物体沿斜面被上下推动时的作用相同 斜面 螺旋线 13 螺纹的原理 2 螺旋线原理 将直角三角形ABC按图所示的方法卷在圆柱上 直角三角形的斜边AC在圆柱上形成的曲线称为螺旋线螺旋线 斜边的倾斜角 称为螺旋升角螺旋升角 通过螺旋线 从而将旋转运动转换为直线运动 实现用较小的力移动较大物体螺旋线是螺纹的基本曲线 螺纹按螺旋线卷绕的方向可分为右旋螺纹和左旋螺纹 一条螺旋线的螺纹称为单线螺纹单线螺纹 两条以上螺旋线的螺纹分别称为双线螺纹 三线螺纹等 统称为多线螺纹多线螺纹 在圆柱轴线方向测量的螺旋线之间的距离称为螺距螺距 螺纹旋转一周沿轴向移动的距离称为导程 14 螺纹的定义 在圆柱或圆锥母体表面上制出的螺旋线形的 具有特定截面的连续凸起部分 螺纹按其母体形状分为圆柱螺纹和圆锥螺纹按其在母体所处位置分为外螺纹 内螺纹按其截面形状 牙型 分为三角形螺纹 矩形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹及其他特殊形状螺纹螺纹必须是内螺纹和外螺纹成对使用才能够实现各种预定功能 通过内 外螺纹的相互滑动接触能够起到拧紧或传递运动的作用 15 第二节螺纹的要素 16 螺纹的五大要素 螺纹的牙形 种类 螺纹的公称直径螺纹的螺距及导程螺纹的条数 单头多头 螺纹的旋转方向 左旋右旋 17 1 螺纹的牙形 螺纹的牙形 沿螺纹轴线剖切所得的螺纹的轮廓形状 常见的有三角形 梯形 锯齿形和矩形等 18 19 螺纹术语 20 2 螺纹的公称直径 大径 与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱的直径 内 外螺纹分别用D d表示 是螺纹的公称直径 小径 与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱的直径 内 外螺纹分别用D1 d1表示 中径 在大径与小径之间 其母线通过牙形上的沟槽宽度和凸起宽度相等的假想圆柱面的直径 内 外螺纹分别用D2 d2表示 21 3 螺纹的螺距及导程 螺纹相邻两牙对应点之间的轴向距离称为螺距 用p pitch 表示 同一条螺纹上的两对应点间的轴间距离称为导程 用S表示 导程与螺距的关系是 导程S 螺距P 头数n 若是单线螺纹 则导程s 螺距p 22 4 螺纹的条数 线数 螺纹有单头和多头之分 沿一条螺旋线所形成的螺纹称为单头螺纹 沿两条或两条以上 在轴向等距离分布的螺旋线形成的螺纹 称为多头螺纹 多头螺纹的导程角较大 23 5 螺纹的旋向 螺纹旋进的方向 当螺纹旋进时 如为顺时针方向旋转 则为右旋 如为逆时针方向旋转 则为左旋 没有特别指明螺纹方向的一般默认为右螺纹 平时我们接触到的95 为右螺纹 24 KeyPoint 螺纹的牙型 大径 螺距 条数和旋向称为螺纹五要素 只有五要素相同的内 外螺纹才能互相旋合 25 第三节常用螺纹的介绍 26 常用螺纹 27 公制螺纹 螺纹直径及螺距采用毫米为单位牙型角60度螺纹记号 M表示方法 螺纹记号螺纹外径X螺距例 M10X1 5 28 美制统一螺纹 螺纹直径用英寸表示 分数或小数 螺距以一英寸内的牙数表示螺纹记号 UN 牙型角为60度表示方法 螺纹外径 牙数螺纹记号例 3 8 16UNC或0 375 16UNC 29 惠氏螺纹 螺纹直径用英寸或毫米表示螺距以一英寸内的牙数表示螺纹记号 W牙型角为55度表示方法 螺纹记号螺纹外径 牙数例 W3 8 16 30 扩展知识 1 粗牙螺纹与细牙螺纹 外径相同螺距却不同粗牙螺纹可不标记螺距 规定仅一种牙距 细牙螺纹必须标记螺距一般情况下连接用粗牙螺纹 细牙螺纹常用于薄壁零件或变载荷的联接 也可作为微调机构的调整螺纹 31 粗牙螺纹与细牙螺纹 32 扩展知识 2 极小径螺纹 基本与公制螺纹相同直径在1mm以下的螺纹记号为 S牙型角为60度例 S0 9X0 225 S0 8X0 2 33 扩展知识 3 美制统一螺纹的分类 UNC美制统一粗牙螺纹UNF美制统一细牙螺纹UNEF美制统一极细牙螺纹UN美制统一特殊牙系螺纹UNS美制统一UNJ美制统一航空螺纹KeyPoint 牙数规定螺纹分类 34 英制管用螺纹 分锥管螺纹与平行管螺纹两种外径表示管内的直径牙型角均为55度锥管螺纹的锥度为1 16有旧JIS规格与ISO规格两种记号螺纹表示方法螺纹记号管内直径 牙数例 PT1 8 28 35 英制管螺纹的记号区别 36 英制管用螺纹的使用配合JISB0253 1985 内为旧JIS规格 外螺纹 内螺纹 37 扩展知识英制管螺纹PT JIS 与R ISO 的区别 刀具管用平行螺纹仅除去部分精度等级管用锥管螺纹没有变化 刀具可以通用量规管用平行螺纹的公差带不同管用锥管螺纹的锥度公差带规定不同 量规不可通用 38 美制管用螺纹 分锥管螺纹与平行管螺纹两种外径表示管内的直径牙型角均为60度锥管螺纹的锥度为1 16美制锥管螺纹常用有 NPTNPTF美制平行管螺纹常用有 NPSNPSF螺纹表示方法螺纹记号管内直径 牙数例 NPT1 8 27 39 第四节螺纹的精度 40 思考 为什么要有精度 41 如果螺纹没有精度 螺栓工厂B社 螺母工厂A社 M6x1的螺纹 根本无法拧入 用户C 困惑中 42 有了精度之后会怎样 保证了产品的互换型 通用性 无论从哪里买来的螺母及螺栓都可以很好的配合使用 JIS规格 这样就够放心了 螺栓工厂B社 螺母工厂A社 43 决定螺纹精度的因素 螺纹中径 螺纹的大小由中径来判断中径是看不见的假想圆径JISB0101定义 假设螺纹槽的宽度 a 等于螺纹牙的宽度 b 时的圆筒直径 a b d2 d2 d 0 649519P d P 44 精度的概念 什么是精度 决定产品在规定的基准尺寸上的容许差 最大值 最小值 位置由于不能做出完全一模一样的产品容许差的规定保证了产品的互换性 45 等级 精度 咬合率 精中粗 内螺纹 内螺纹 内螺纹 外螺纹 外螺纹 外螺纹 紧松 46 1 以公制螺纹 10 1 5 旧JIS 为例 内螺纹外螺纹 2 1 2 3 3 紧松 咬合率精中粗 内螺纹 内螺纹 狭窄 宽大 径大 径小 0 14 0 04 0 16 0 08 0 21 0 08 0 21 0 04 紧固 松动 47 JIS规格对公制螺纹的精度的修改 新JIS规格 ISO等级 外螺纹 4h 6h 6g 8g内螺纹 4H 5H 6H 7H 以前的JIS规格 旧JIS 外螺纹 内螺纹均为 1级 2级 3级 旧JIS废除 螺纹 1997年6月 量规 1998年7月 新JIS ISO 导入 螺纹 1973年 量规 1975年 48 参考资料各种螺纹规格的精度等级 49 公制螺纹JIS2级与6H及6g的关系 无论哪种等级在一般用途上仅仅是名称的不同 界限尺寸未必相同 M3 M30粗牙20个尺寸细牙54个尺寸计74个尺寸的总体比较得出 内螺纹 外螺纹 等同 宽泛 偏差 50 JIS2级与6H的不同之处 例 M10X1 5的中径比较 0 180 0 164 0 032 2级 2级 6H 6g 内螺纹 外螺纹 0 140 0 040 0 160 基准中径 9 026mm 0 新JIS 旧JIS 51 第五节螺纹的测量与检验 52 有关螺纹的测量 外螺纹三针法 JISB0271 螺纹千分尺等内螺纹内螺纹测定仪 小径螺纹较难 必须有一种在测定精度 合格判定 测定时间 熟练程度上均优异的螺纹测量工具 螺纹量规 确保量产螺纹的质量 确保螺纹产品的通用性 因此 53 螺纹量规的形状和判定方法 通端 极限量规方式LimitGauges 止端 有带状标识 通端毫无受阻通过 止端在两转之内停止 环规 塞规 54 扩展知识OSG主要量规的种类 55 螺纹量规选择的注意点 必须严格按照客户所要求的螺纹精度不能按照螺纹加工工具的精度推断不同规格的精度等级即使相同也无法通用 56 扩展知识螺纹量规的种类区别 基准中径 2级 2级 6 6 内螺纹 外螺纹 5 5105 500 5 4785 470 5 3675 357 5 3625 354 5 350 5 4705 462 57 第二章螺纹工具基础 58 螺纹的加工方法 螺纹加工方法主要有切削加工和滚压加工两类 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 研磨等 滚压是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 59 内外螺纹的加工工具 内螺纹常见加工工具丝锥螺纹铣刀车刀外螺纹常见加工工具螺纹铣刀板牙车刀搓丝板滚丝轮 螺栓 60 OSG的主力产品 丝锥OSG的核心竞争力 日本国内占有率第一达到50 以上世界占有率第一达到30 以上 61 OSG丝锥的占有率 汽车发动机和变速箱工厂 62 丝锥定义 所谓丝锥JISB0176 主要是通过回转和螺纹的导向相配合进给从而在底孔上制作内螺纹的外螺纹工具 63 丝锥加工的特点 可以进行高精度的螺纹加工 加工比较容易不需要熟练 可以在复杂的形状上 大的工件上进行简单的螺纹加工可以用机械和手动加工丝锥可以量产 所以便宜 64 丝锥加工的问题点 受容屑空间限制旋转和进给必须同步分正转和反转受底孔径 加工精度 品相的影响 65 丝锥各部分名称 HTM7以上中心为内凹 柄部尺寸为JIS规格 切削锥 全长 螺纹长 四方部长 四方部宽 柄径 一组 66 丝锥的容屑空间容屑槽 容屑槽的充分确保很难 切削排除不良容易导致崩刃和丝锥折断 切削液润滑是否充分影响粘刀和磨损 外径 底孔 丝锥 67 丝锥上沟槽的作用 沟槽的三大要素 切削刃的形成 油对切削部位的供给 切削碎片的收纳和排出丝锥通过沟槽的形状分类手用丝锥刃倾角丝锥螺旋槽丝锥无沟槽丝锥 68 切削锥部 实际进行切削加工的只有切削锥部 用 或者山表示磨去先端的外径部分加工而成加工成形成不完全螺纹切削锥部长 刃多 每刃负荷小 不完全螺纹长切削锥短 切削刃少 每刃负荷大 不完全螺纹短 再螺纹长度受限定的加工中确保螺纹的有效长度够 盲孔用SFT 69 切削刃数 沟槽数量 切削锥牙数 例 4沟槽 2牙 切削刃数8 平行螺纹的切削结构 70 底孔 被加工材料 71 完全螺纹部 起导向作用2次加工 有铲背不是切削刃 那为什么呢 为了减轻接触抵抗 过强的话导向性差根据用途来确定适用的铲背形状无铲背同心圆铲背非同心圆铲背 72 锋角 被加工材料的不同角度有差异 锋角大 切削性能良好 锋角小 刃尖刚性好 软材 锋角大 硬材 锋角小 73 直槽丝锥 HT 特征 直的沟槽 刃尖强度高 容易选定切削锥长 1 5 5 9牙 容易再研磨 对应螺纹尺寸可选择性大 用途 切削碎片容易形成粉末状的材料 短的通孔或者盲孔 被加工材料硬 容易磨损刀具的材料 铝合金铸件AC ADC等 74 刃倾角丝锥 POT 特征刃倾角式沟槽切屑向前排除切屑不容易缠绕抗折损强度高切削性能好 用途切屑容易形成卷曲状的材料只能用于通孔 切削未完成就反转容易折断 75 螺旋槽丝锥 SFT 特征螺旋沟槽能够加工到盲孔的底部不残留切屑容易进行螺纹加工切削性能好 用途切屑呈卷曲状材料盲孔 76 挤压丝锥 NRT 特征通过金属的塑性变形加工螺纹没有切屑内螺纹精度好抗折损螺纹顶部牙形形成凹槽 内陷 与切削丝锥有区别底孔管理严格加工扭力大 机械容量 用途延展性好的材料 铝合金 SS SUS 低 中碳钢 不可以用在铸件上盲孔 通孔兼用 也被称之为无槽丝锥无屑丝锥挤压丝锥 77 切削丝锥 无沟槽丝锥的区别 底孔的简单计算方法 切削丝锥 外径 螺距无沟槽丝锥 外径 1 2螺距 78 盲孔螺纹加工时底孔 切削锥长 切削锥部 顶尖长度 钻头顶尖长 有效螺纹长 螺栓 外螺纹 有效底孔深度 有效螺纹长 切削锥部长 丝锥顶尖长 不完全螺纹长 另外 丝锥进给方向由于惰性而前进的量也需要考虑 钻头加工深度 工件 无顶尖 有顶尖丝锥 丝锥加工深度 79 底孔径和和攻丝扭力 底孔径 切削扭力 咬合率 咬合率 8 376 8 676 EX SFT M10X1 5攻丝深度 20mm切削速度 8 8m min切削液 油性 80 切削锥部长部分的公差范围 0 0 5P 例 一般用 的切削锥2 5P 实际上为2 5P 3 0P假设M10 x1 5的话 不完全螺纹部长度为 2 5x1 5 mm 3 0 x1 5 mm 3 75mm 4 5mm 注意点 切削锥部长 不完全螺纹长 81 注意点 钻头顶尖长度 钻头先端角 计算公式 例如 EX SUS GDS 5锋角120 的先端顶尖长度1 443mm 计算值 钻头先端径的长度 计算器 82 内螺纹精度和丝锥精度 基准中径9 026mm 有效径 m 旧JIS 1a級 1b級 2 級 3 級 OH1 OH2 OH3 OH4 OH5 OH6 級 級 級 JIS丝锥精度 7 8 7 22 15 40 20 20 40 60 80 100 120 55 OH丝锥精度 内螺纹精度 为例 样本P484参照 新JIS 粗 丝锥 细 偏大 偏小 14 83 丝锥加工的总结 因为是孔内加工 所以受容屑空间的制约切屑容易缠绕无法进行尺寸的调整 OH精度 转速和进给需要同步需要正转和反转寿命受底孔影响 丝锥外径 底孔 容屑槽 84 丝锥的材质与寿命 85 高硬度 耐磨损 长寿命 低摩擦系数 发热小 防止溶着 高速切削 丝锥的表面处理 对策 水性化 干式化 86 表面处理的种类与特点 目的在于提高工具性能 耐磨耗性 提高了表面硬度防止磨耗 反熔着性 防止与被削材的熔着 降低摩擦系数 降低与被削材的摩擦热 87 氧化处理 特征处理层 氧化膜多孔质地有效吸收切削油摩擦系数的减少防止熔着针对非金属 等同于氧化物 目的反熔着性用途易熔着的被削材不锈钢钛合金 低碳素钢 3 4 青黑色 1000 88 氮化处理 特征处理层30 50 表面硬度1000 1300Hv 不针对软材耐磨耗性提高渗透至材质内部 目的耐磨耗性用途磨耗性大的被削材铸铁 压铸合金热硬化性树脂 无色 浅灰色 400 89 TIN涂层 特征处理层1 3 表面硬度2000Hv耐磨耗性提高摩擦系数减少防止熔着耐热性提高 目的反熔着性 耐磨耗性用途易溶着及磨耗的被削材软钢 碳素钢合金钢 工具钢 调制钢 金黄色 90 V TiCN 涂层 特征处理层3 6 表面硬度3000Hv耐磨耗性提高摩擦系数减少防止熔着耐热性提高 目的反熔着性 耐磨耗性用途易溶着及磨耗的被削材软钢 碳素钢合金钢 工具钢 调制钢 紫灰色 91 CrN涂层 特征处理层3 5 表面硬度2300Hv耐磨耗性提高摩擦系数减少防止熔着耐热性提高 目的反熔着性 耐磨耗性用途易溶着及磨耗的被削材铜合金非铁合金 银灰色 92 切削油与寿命性能 呼 M6 品名POTOH2HSS被削材SUS30485 87HRB下穴 5 0 10 通穴 切削速度11 3m min寿命判定 面 溶着 切削個数 500 1000 100 300 100 400 200 300 切削可能1000以上 水溶性油 活性型不水溶性油 超活性型不水溶性油 93 切削油与寿命 使用 被削材 切削速度 m min下穴径 立 長 mm 通 穴 使用機械 横型 94 稀释倍率与寿命 呼 M6 品名SFTOH2HSS被削材S45C下穴 5 0 9 止穴 切削速度9 6m min寿命判定折損 切削個数 500 1000 35 原液 倍 倍 85 倍 95 干式加工中表面处理的影响 试验条件丝锥 POTM6 1加工材料 S45C切削速度 10m min底孔径 5 0加工深度 10mm 通孔 切削油 干式设备 卧式MC判定 量规N