攻牙是什么？为何要攻牙？

攻牙，也被称为攻螺纹或内螺纹加工，是机械制造领域中一种常见的金属切削工艺，其核心目的是在工件预先加工好的孔内（或盲孔底部）切削出具有特定规格的螺纹结构，这种工艺通过使用专用的攻牙工具——丝锥，按照一定的切削参数和操作方法，使丝锥的切削部分逐渐切入工件材料，同时挤压或切削出与丝锥牙型相匹配的内螺纹，从而实现与外螺纹零件（如螺栓、螺钉）的可靠连接、紧固或传动功能，攻牙工艺广泛应用于各类机械产品的零部件制造中，从微小的电子元件外壳到大型的重型设备机体，几乎离不开内螺纹结构的加工,是现代工业生产中不可或缺的基础工序之一。

从工艺原理的角度来看，攻牙过程本质上是一种复杂的切削与挤压复合作用，丝锥作为攻牙工具，其结构设计直接决定了加工质量，典型的丝锥通常由工作部分和柄部组成，工作部分又分为切削锥和校准（修光）两部分，切削锥呈圆锥形，前端有若干切削刃，负责逐渐切除材料，形成螺纹的基本形状；校准部分则具有完整的螺纹牙型，其作用是修光已加工的螺纹表面，控制螺纹中径、牙型角等关键尺寸，并引导丝锥沿正确方向前进，在攻牙过程中，当丝锥旋入工件孔时，切削刃对材料进行剪切，同时校准部分的螺纹牙型会对孔壁材料产生一定的挤压作用，尤其是对于塑性较好的材料（如低碳钢、铜合金等），挤压效应更为明显，这有助于提高螺纹表面的光洁度和强度,但同时也需要考虑材料被挤压后可能产生的尺寸变化。

攻牙工艺的实施需要综合考虑多个关键因素，以确保加工质量和效率，是底孔的加工，底孔的直径、精度和表面质量直接影响攻牙的顺利进行和螺纹质量，底孔直径过小，会导致攻牙时切削力过大，丝锥容易折断或磨损加剧；底孔直径过大，则会使螺纹牙型高度不足，连接强度降低，需要根据工件材料的性质、螺纹规格（螺距、牙型）等因素，通过经验公式或查阅手册来确定合适的底孔直径，对于脆性材料（如铸铁、青铜），由于切削时碎末容易排出，底孔直径可稍大一些；而对于塑性材料，则需要考虑材料被挤压后的回弹量，适当减小底孔直径，是攻牙操作的控制，手动攻牙时，需要保持丝锥与工件孔的轴线垂直，避免歪斜导致螺纹牙型不完整或丝卡滞；要均匀用力，并适时反转丝锥（即“倒扣”），以切断切屑，防止切屑堵塞导致丝锥折断，在机械攻牙（如使用攻牙机、钻床或加工中心）时，则需要严格控制攻牙扭矩、转速、进给量等参数，并选择合适的冷却润滑液，以降低切削温度、减少摩擦、延长丝锥寿命，冷却润滑液的选择也至关重要，对于钢件等材料，通常选用乳化液或切削油；对于不锈钢等难加工材料，则需要使用极压切削油或含硫、氯添加剂的润滑液,以改善切削性能。

攻牙工艺根据不同的加工需求和应用场景，可分为多种类型，按加工方式可分为手动攻牙和机械攻牙，手动攻牙适用于小批量、单件生产或维修场合，工具简单、成本低；机械攻牙则适用于大批量生产，效率高、质量稳定，按丝锥的结构特点可分为手用丝锥、机用丝锥、螺母丝锥、锥管螺纹丝锥等，手用丝锥通常为两支一组（或三支一组，即头锥、二锥、三锥），分担切削负荷，便于逐步加工出完整螺纹；机用丝锥则设计为单支使用，刚性更好，适合在机床上连续加工，还有针对特殊材料的丝锥，如不锈钢专用丝锥、铝合金专用丝锥等，其材质和几何形状经过优化，以适应不同材料的切削特性，随着制造业的发展，高效攻牙技术不断涌现，如挤压丝锥（无屑攻牙），它通过挤压使材料塑性变形形成螺纹，具有加工效率高、螺纹强度高、表面光洁度好等优点，适用于塑性材料的盲孔或通孔加工,但要求底孔尺寸控制更为精确。

攻牙质量的好坏直接关系到机械产品的装配精度、连接可靠性和使用寿命，常见的攻牙缺陷包括螺纹乱扣、牙型不完整、螺纹中径超差、表面粗糙度差、丝锥折断等，这些缺陷的产生往往与底孔加工不当、攻牙参数选择不合理、操作不规范、冷却润滑不足或丝锥质量差等因素有关，在实际生产中，需要通过严格的过程控制，从底孔加工、丝锥选择、设备调试到操作规范等各个环节进行把关，确保攻牙质量满足设计要求，随着自动化、智能化制造技术的发展，攻牙工艺也在不断升级，如采用数控攻牙中心、自动攻牙机等设备，结合在线检测技术，实现对攻牙过程的实时监控和质量反馈，进一步提高了生产效率和加工精度,为高端装备制造提供了有力支撑。

相关问答FAQs：

问：攻牙和套牙有什么区别？ 答：攻牙和套牙都是螺纹加工工艺，但两者的加工对象和工具不同，攻牙是指在工件的内孔（或盲孔）加工内螺纹，使用的工具是丝锥，加工后的螺纹孔用于与外螺纹零件配合；而套牙则是指在工件的外圆表面加工外螺纹，使用的工具是板牙或板牙架，加工后的轴类零件用于与内螺纹孔配合，攻牙是“攻内螺纹”，套牙是“套外螺纹”,两者是实现螺纹连接的互补工序。

问：不锈钢材料攻牙时需要注意哪些问题？ 答：不锈钢材料攻牙时由于其韧性大、粘性强、导热性差，容易产生加工硬化现象，导致切削力增大、丝锥磨损快、螺纹质量不易控制，因此需要注意以下几点：一是选择合适的丝锥，通常选用含钴高速钢或硬质合金材质的丝锥，并采用螺旋槽丝锥或刃倾角丝锥以改善排屑；二是严格控制底孔尺寸，底孔直径应比普通材料稍大一些，避免因挤压过强导致丝锥折断；三是采用合适的切削参数，降低切削速度（一般比碳钢低30%-50%），适当增加进给量，避免切削温度过高；四是使用性能优良的冷却润滑液，如含硫、氯添加剂的极压切削油，以有效降低切削温度、减少粘刀现象；五是操作时保持丝锥与孔的垂直度，并及时倒排屑,防止切屑堵塞。