常见螺纹分类及加工原理与加工方法

螺纹联接作为一切机械结构的基础是机械结构可靠性的基石，而在平时的设计中，我们也经常涉及到螺纹的选择。

螺纹分类：螺纹按其截面形状（牙型）分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等。三角形螺纹主要用于联接（见螺纹联接），矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动。螺纹分布在母体外表面的叫外螺纹，在母体内表面的叫内螺纹。在圆柱母体上形成的螺纹叫圆柱螺纹，在圆锥母体上形成的螺纹叫圆锥螺纹。螺纹按螺旋线方向分为左旋的和右旋的两种，一般用右旋螺纹。螺纹可分为单线的和多线的，联接用的多为单线；用于传动时要求进升快或效率高，采用双线或多线，但一般不超过4线。三角形螺纹主要用于联接，矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动；按螺旋线方向分为左旋螺纹和右旋螺纹，一般用右旋螺纹；按螺旋线的数量分为单线螺纹、双线螺纹及多线螺纹；联接用的多为单线，传动用的采用双线或多线；按牙的大小分为粗牙螺纹和细牙螺纹等，按使用场合和功能不同，可分为紧固螺纹、管螺纹、传动螺纹、螺纹等。圆柱螺纹中三角形螺纹自锁性能好。它分粗牙和细牙两种﹐一般联接多用粗牙螺纹。细牙的螺距小，升角小，自锁性能更好，常用于细小零件薄壁管中，有振动或变载荷的联接以及微调装置等。管螺纹用于管件紧密联接。矩形螺纹效率高，但因不易磨制，且内外螺纹旋合定心较难，故常为梯形螺纹所代替。锯齿形螺纹牙的工作边接近矩形直边，多用于承受单向轴向力。圆锥螺纹的牙型为三角形，主要靠牙的变形来保证螺纹副的紧密性，多用于管件。按密封性是又分为密封螺纹和非密封螺纹。

螺纹加工原理及方法：

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。在车床上车削螺纹可采用成形车刀或螺纹梳刀(见螺纹加工工具)。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(JB2886，下同);在专门化的螺纹车床上加工螺纹，生产率或精度可显著提高。

2、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、由于是用外普通螺纹和锥螺纹，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R5~0.63微米。这种方法适用于成批生产一般精度的螺纹工作或磨削前的粗加工。

3、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。螺纹磨削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R1.25~0.08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反螺纹磨到zui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。

4、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化，提高精度。    

5、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。

6、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)，所有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(zui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：

1、表面粗糙度小于车削、铣削和磨削;

2、滚压后的螺纹表面因冷作硬化而能提高强度和硬度;

3、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;

4、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;

5、对毛坯尺寸精度要求较高;

6、对滚压模具的精度和硬度要求也高，制造模具比较困难;

7、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3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。