钳工实训教学中手工攻螺纹存在的 常见问题和改进措施

唐 伟

（长沙航空职业技术学院，长沙 410014）

1 钳工实训教学的背景与现状

钳工是一门有着悠久历史的技术工种，是一种综合性知识应用实现的技能，是一项比较复杂、细微且工艺要求较高的工作。钳工具有所用工具简单、加工多样灵活、操作方便以及适应面广等特点，有很多工作需要由钳工来完成。因此，钳工在机械制造及机械维修中具有特殊的、不可取代的作用。

钳工实训教学中，手工攻螺纹是一项重要的操作技能，是通过铰杠带动丝锥在工件孔壁上切削出内螺纹的方法，如图1所示。普通的丝锥铰杠结构比较简易。丝锥铰杠夹持丝锥后，靠目测检视铰杠平衡，然后进行攻螺纹。在攻螺纹过程中，铰杠容易倾斜。尤其是初学者，在无经验的情况下，无法确定铰杠是否水平，且无法保证左右手施力的力度一致，很容易使丝锥倾斜，导致加工的螺纹不合格。另外，在旋转过程中，如果左右手施力的力度不一致或用力过大，有可能导致丝锥折断[1]。

图1 普通攻螺纹操作方法

2 手工攻螺纹存在的常见问题及防止方法

2.1 螺纹乱牙

在手工攻螺纹过程中，螺纹底孔直径太小，丝锥不易切入，易导致孔口乱牙[2]。在丝锥攻入时，螺纹歪斜过多，强行错正丝锥容易使螺纹乱牙。手工攻螺纹时，没有及时断屑强行攻削，容易破坏已切削出的螺纹。针对上述问题，有效防止螺纹乱牙的方法是根据工件材料选择合理的底孔直径。开始攻时，两手用力要均衡，并多检查丝维与工件表面的垂直性。在攻螺纹过程中，要多倒转丝锥使切屑断碎。

2.2 螺纹偏斜

初学者在手工攻螺纹时很容易造成螺纹偏斜，从而影响螺纹质量。导致螺纹偏斜的原因主要有丝锥与工件平面不垂直、在攻螺纹过程中两手用力不均衡等。主要的防止方法是丝锥开始切入时保证与工件平面垂直，切入后要多检查校正。在攻螺纹过程中，要始终保持两手用力均衡，防止丝锥偏斜。

2.3 丝锥折断

在攻螺纹时，如果丝锥折断，折断的丝锥不易被取出，可能导致零件报废。造成丝锥断裂的原因主要有：丝锥与工件表面不垂直，导致螺纹偏斜过大；在攻螺纹过程中没有及时断屑，出现卡顿时强行攻入导致丝锥折断。防止丝锥断裂的主要方法是检测丝锥是否与工件表面垂直、攻入时及时断屑以及双手用力不能过大等[3]。

3 改进措施

针对手工攻螺纹的常见问题，初学者很难有效避免。为有效防止问题的出现以及帮助初学者更快捷地掌握手工攻螺纹的方法与技巧，通过研究改进了普通的丝锥铰杠，使初学者在攻螺纹时能直观准确地看到丝锥铰杠是否水平、左右手施力是否均匀以及用力是否过大等问题。具体改进措施如图2所示。

图2 铰杠改进结构示意图

如图2所示，在普通铰杠上安装水平校准装置，能够准确找到丝锥偏斜方向，及时调试，保证螺纹质量；在普通铰杠上设置压力传感系统，能够实时监测攻螺纹过程中左右手的旋转扭力和上下压力是否保持一致，为初学者更快更好地掌握攻螺纹的技巧以及动作规范提供支持。为达到上述目的，改进一种丝锥铰杠，包括铰杠基体。在基体的一端设有固定手柄，另一端设有可调手柄。基体上设有通孔，通孔内设有固定块和滑块，滑块与可调手柄相连。基体上设有第一水平气泡仪和第二水平气泡仪，第一水平气泡仪的长度方向与基体的长度方向一致，第二水平气泡仪的长度方向与基体的长度方向垂直。固定手柄上设有第一压力传感器，可调手柄上设有第二压力传感器。基体上设有压力显示器，第一压力传感器和第二压力传感器均通过电线与压力显示器连接。

以上设置将第一水平气泡仪和第二水平气泡仪相对垂直设置即可确定水平面。通过观察第一水平气泡仪和第二水平气泡仪内气泡的位置，及时纠正丝锥扳手的倾斜角度，可将丝锥扳手调整到水平状态[4]。攻螺纹时，对丝锥扳手施加向下的力，可以通过观察压力显示器上显示的压力值，实时调整左手和右手施力的大小，防止丝锥扳手倾斜和施力过大折断丝锥扳手。

在固定手柄内开设有第一过线孔，在基体内设有第二过线孔。第二过线孔的一端与第一过线孔相通，另一端与压力显示器相通。可调手柄内设有第三过线孔，滑块内设有第四过线孔，基体上设有第五过线孔。第四过线孔的一端与第三过线孔相通，另一端与第五过线孔的一端相通，第五过线孔的另一端与压力显示器相通。以上设置能形成连通传感器与显示器的电线通道，用来隐藏收纳电线，使丝锥扳手外观规整，防止电线外露而造成电线损坏，造成其性能不稳定。

所述第五过线孔的直径大于第四过线孔的直径。在夹持和松开丝锥的过程中，滑块与基体存在相对运动。在滑块移动时，第五过线孔能提供一个较大的空间供电线移动，从而保证滑块顺利滑动。所述第五过线孔为沿基体设置的长方形孔，采用截面为长方形的第五过线孔，既能使基体的结构稳定，又能为电线的移动提供足够的空间，保证滑块顺利滑动。第二压力传感器与压力显示器之间通过螺旋电线电连接，螺旋电线穿过第三过线孔、第四过线孔和第五过线孔。由于在夹持和松开丝锥的过程中，可调手柄需要旋转，如果使用直的电线，可调手柄在旋转过程中会使电线扭曲，导致电线缩短，从而无法正常旋转可调手柄，还有可能拉断电线。使用螺旋电线不会有这种情况，亦能保证可调手柄正常旋转。

在可调手柄的外圆周上均匀布置有4个以上的压力传感器。由于不同丝锥的夹持部分规格不同，如果只设置一个压力传感器，传感器有可能停留在可调手柄圆周上的任意一个位置。在攻螺纹的过程中，第二压力传感器有可能不能完全受力，导致测量的数据不准确。此时，绕可调手柄的外圆周均匀布置4个以上的第二压力传感器能保证受力完整，提高测量的精度。固定手柄上位于第一压力传感器的外围设有柔性的第一手柄套，可调手柄上位于第二竖向压力传感器的外围设有柔性的第二手柄套。设置第一手柄套和第二手柄套不仅能防滑，还能保护传感器，使传感器受力更均匀，数据测量更准确[5]。

4 结语

基于钳工实训教学中初学者在攻螺纹中可能出现的问题，研制改进了一种钳工教学用铰杠，能够直观准确地确认铰杠是否水平、左右手施力是否均匀等问题，为初学者更快更好地掌握手工攻螺纹的技巧和动作规范提供了支持。