手动攻螺纹孔工装及方法与流程

本发明涉及一种机械零部件螺纹孔的攻丝工装及方法，特别涉及一种钳工手动攻丝工装及方法，属于钳工技术领域。

背景技术：

螺纹孔通过拧入其中的螺钉来实现机械零部件之间的固定连接，其质量的优劣直接影响到机器的整机性能和使用寿命。目前，在机械加工中钳工手动攻螺纹仍占一定的地位。在实际生产中，经常碰到有些螺纹孔由于所在位置或零件形状的限制，不适用机攻螺纹，必须采用手动攻螺纹（又称攻丝）。另外，当螺纹孔直径小于8mm的时丝锥的强度较低，机攻螺纹时容易折断，常采用手动攻螺纹。钳工手动攻螺纹的通常是用丝锥扳手套住丝锥头部的四方柄，用底孔定位，顺着底孔转动丝锥扳手来完成手动攻螺纹，螺纹的加工质量全靠钳工经验和操作水平控制。由于钳工的技术水平参差不齐，手动攻螺纹时螺纹的深度和垂直度难以精确保证，通常是攻到孔底攻不动为止，丝锥的端面和孔底接触，用力过大容易折断丝锥。此外还存在着螺纹容易烂牙失效，造成螺钉难以拧入的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种手动攻螺纹孔工装及方法，提高螺纹孔的攻丝质量。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种手动攻螺纹孔工装，包括定位块和限位套组件，所述定位块下侧设有下通槽，定位块中心设有与下通槽贯通的导向孔，所述导向孔与丝锥外圆间隙配合；所述限位套组件固定在丝锥上部，包括外套管、内夹套和弹性夹头，所述弹性夹头嵌入内夹套中，弹性夹头一侧设有弹性通槽；内夹套内孔锥面和弹性夹头外锥面匹配，内夹套内孔锥面抵靠在弹性夹头外锥面上，外套管与内夹套通过螺纹连接成一体；丝锥上部插入固定在弹性夹头内孔中，丝锥下端穿过定位块中心的导向孔，限位套组件固定在丝锥上部。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

进一步的，所述下通槽的宽度a=3.1～3.5倍的丝锥外径d，高度b=0.9～1.1倍的丝锥外径d。

进一步的，所述外套管外周面上均布数根轴向槽，外套管内螺纹沉孔底部设有外套管限位锥环面，所述外套管限位锥环面与弹性夹头底部的锥环面匹配，所述锥环面抵靠在外套管限位锥环面上。

进一步的，所述内夹套上端面外缘设有一对沉孔；所述内夹套内孔锥面和弹性夹头外锥面配合，两者的锥角α均为15°～17°；外套管的底部的外套管限位锥环面和弹性夹头底部的锥环面配合，两者的锥角β均为118°～122°。内夹套内孔直径d与丝锥中部外圆直径d之差为d－d=0.5～1mm。

一种使用手动攻螺纹孔工装的方法，包括以下步骤：

1）先将弹性夹头自下而上嵌入内夹套中，使内夹套内孔锥面和弹性夹头外锥面彼此抵靠；然后将内夹套连同弹性夹头拧入外套管中，完成限位套组件的初步装配；

2）按照需要攻丝螺纹孔的有效螺纹深度c、丝锥1下端的导向长度d和定位块高度e三者关系，确定限位套组件固定在丝锥上部的位置，即限位套组件底面距丝锥锥尖的距离h=c＋d＋e；

3）将丝锥上部插进弹性夹头内孔中，使限位套组件底面距丝锥锥尖的距离为h；复核h值后，操作者一手用卡簧钳卡住内夹套上端面的一对沉孔，另一手用月牙扳手卡住轴向槽，顺时针转动月牙扳手，外套管旋转使内夹套下移收紧弹簧夹头，从而使弹簧夹头内孔抱紧丝锥上部外圆；在限位套组件固定在丝锥上部后，再次复核h值；

4）将定位块放在有待加工螺纹孔底孔的工件表面上，再将已装了限位套组件的丝锥下端插进定位块中心的导向孔中；移动调整定位块的位置，通过定位块下侧的下通槽观察丝锥导向部分是否落在底孔上；丝锥导向部分定位正确后，操作者左手压住定位块，右手将丝锥扳手套在丝锥头部的四方柄上后，轴向下压并转动丝锥扳手，使丝锥导向部带动丝锥切削部伸进入工件的底孔中，切屑从定位块的下通槽中排出；当丝锥的切削部全部进入底孔中时，右手就不再需要施加轴向力了，同时左手也不需再压紧定位块，只需用右手转动丝锥扳手，使丝锥头部在已攻出的螺纹导向下自然旋进，直至限位套组件下侧面抵靠在定位块上侧面攻不动时，完成螺纹孔的攻丝；接着逆时针转动丝锥扳手使丝锥退出已完成攻丝的螺纹孔。

本发明的装置结构简单，操作方便易行，通过定位块中心的导向孔对丝锥攻丝进行精确导向，保证攻丝后的螺纹孔轴线垂直于零部件的基面，大大提高了攻丝质量。本发明的限位套组件利用锥面接触径向夹紧的原理，夹紧和松开丝锥快捷方便，且固定在丝锥上的限位套组件不会松动。在攻丝的过程中，当限位套组件下侧面抵靠在定位块上侧面时，攻丝深度即达到所需的深度要求，攻丝深度深度精确，不会产生螺纹烂牙的缺陷。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是使用本发明工装开始攻丝的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3使用本发明工装完成攻丝的主视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1～图3所示，本实施例包括定位块1和限位套组件2，定位块1为长方体，下侧设有下通槽11，定位块1中心设有与下通槽11贯通的导向孔12，导向孔12与丝锥10外圆间隙配合，丝锥10下端穿过导向孔12。导向孔12可使丝锥10在攻螺纹过程中保持螺纹孔和基面的垂直度。下通槽11的宽度a=3.3倍的丝锥外径d，高度b=0.9倍的丝锥外径d，开始攻丝时，下通槽11便于从中观察丝锥10头部是否对准底孔30中心，还便于攻丝过程中排屑。

限位套组件2固定在丝锥10上部，包括外套管21、内夹套22和弹性夹头23，弹性夹头23嵌入内夹套22中，弹性夹头23一侧设有弹性通槽231，其材质为弹簧钢，便于其产生弹性变形。松弛状态的弹性夹头内孔232比丝锥外圆d大0.5～1.0mm，便于丝锥10插入弹性夹头内孔232中。内夹套内孔锥面221和弹性夹头外锥面233匹配，两者的锥角α均为16°，当内夹套内孔锥面221抵靠在弹性夹头外锥面233上时，两者的接触面之间产生了很大的法向力，使得内夹套22推动弹簧夹头内孔232抱紧丝锥10，从而使得限位套组件2牢固地固定在丝锥10上部。

外套管21外周面上均布4根轴向槽211，内夹套22上端面外缘设有一对沉孔222。这样操作者就可一手用卡簧钳卡住内夹套22上端面的一对沉孔222，另一手用月牙扳手卡住轴向槽211，顺时针转动月牙扳手，内夹套22不动，外套管21与内夹套22通过螺纹旋合连接而夹紧丝锥10上部。

外套管内螺纹沉孔底部设有外套管限位锥环面212，外套管限位锥环面212与弹性夹头23底部的锥环面234匹配，外套管限位锥环面213和锥环面234配合，锥环面234抵靠在外套管限位锥环面213上，两者的锥角β均为120°。这样的结构既可防止弹性夹头23脱落，又对弹性夹头23夹紧丝锥10起到自动定心作用。

一种使用手动攻螺纹孔工装的方法，包括以下步骤：

1）先将弹性夹头23自下而上嵌入内夹套22中，使内夹套内孔锥面221和弹性夹头外锥面233彼此抵靠。然后将内夹套22连同弹性夹头23拧入外套管21中，完成限位套组件2的初步装配。

2）按照需要攻丝螺纹孔的有效螺纹深度c、丝锥10下端的导向长度d和定位块高度e三者关系，确定限位套组件2固定在丝锥10上部的位置，即限位套组件底面20距丝锥锥尖的距离h=c＋d＋e。

3）将丝锥10上部插进弹性夹头内孔232中，使限位套组件底面20距丝锥锥尖的距离为h；复核h值后，操作者一手用卡簧钳卡住内夹套22上端面的一对沉孔221，另一手用月牙扳手卡住轴向槽211，顺时针转动月牙扳手，外套管21旋转使内夹套22下移收紧弹簧夹头23，从而使弹簧夹头内孔231抱紧丝锥10上部外圆。在限位套组件2固定在丝锥10上部后，再次复核h值。

4）将定位块1放在有待加工螺纹孔底孔30的工件表面上，再将已装了限位套组件2的丝锥10下端插进定位块1中心的导向孔12中。移动调整定位块1的位置，通过定位块1下侧的下通槽11观察丝锥导向部101是否落在底孔30上。丝锥导向部101定位正确后，操作者左手压住定位块1，右手将丝锥扳手40套在丝锥10头部的四方柄上后，轴向下压并转动丝锥扳手40，使丝锥导向部101带动丝锥切削部102伸进入工件的底孔30中，切屑从定位块1的下通槽11中排出。当丝锥切削部102全部进入底孔30中时，右手就不再需要施加轴向力了，同时左手也不需再压紧定位块1，只需用右手转动丝锥扳手40，使丝锥头部在已攻出的螺纹导向下自然旋进，直至限位套组件2下侧面抵靠在定位块1上侧面攻不动时，完成螺纹孔的攻丝。接着逆时针转动丝锥扳手40使丝锥10退出已完成攻丝的螺纹孔。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。