螺旋絲杠的加工

一、問題的提出

在普通車床上加工螺旋工件（如圖1），材料為45號鋼，最大直徑φ25mm，總長度為278mm，其中螺紋部分長度為245mm的螺桿。

這批螺桿是某炸藥廠的一種裝藥工具，總長為278mm，外徑φ25mm，底徑φ8mm，螺距為40mm，齒厚2mm。因螺距大，齒厚薄，跟刀架根本無法車削，所以給螺桿加工帶來很大難度。過去該廠都是用鐵板饒成焊上，比較粗糙，影響產品質量，使該廠很不滿意，提出要車削出來。由于以前不知有多少人試車過，不是彎曲，就是斷，變形，都無法加工出來，成了一個個疑難雜證。

二、問題的解決

經過對工夾具的改進，在三個支點的跟刀架上，改裝輔助頭，由原來的圓形，改為長方形，然后用螺絲固定在跟刀架上，另一個就是要自做頂針，如果按標準的頂針，會碰到尾座，要自己加工一個死頂針，中間一接加長50mm，直徑為30mm。頂尖上焊上合金片，再到磨床上磨錐度600，這樣就解決了跟刀架不會碰到尾座的辦法。現將改進方法簡述如下：

1.工件難度分析

這批螺旋桿內芯小，剛性不足，車削時容易變形、扭斷和彎曲。

2.跟刀架和死頂針的設計

在加工螺桿時，由于工件的剛性不足，我們平時一般要使用跟刀架，因為采用跟刀架能抵消加工時徑向切削力的影響，減小切削時的振動和工件的變形，但必須注意調整，使跟刀架支撐中心與機床主軸旋轉中心要一致。如果調節得過松、車削時、容易振動，過緊對切削不利，產生竹節形，如圖2所示的跟刀架。

在普通的跟刀架不能消除因工件剛性不足而自身重力作用產生的彎曲變形根本不能車削特殊螺旋，從而使車削不能順利進行。于是筆者設計了如圖3所示的跟刀架。

說明：

（1）跟刀架輔助頭改進（用鑄鐵）；

（2）采用三個支點跟刀架，跟刀架裝置（改裝輔助頭），由圓形、改為長方形；

（3）用螺絲固定在大拖板上。

3.死頂針的設計

如圖4所示，用原來的死頂針，會碰到尾座，只有另外加工一個死頂針，總長為190mm；中間長度為50mm；直徑為32mm、頂尖長度為30mm；最大直徑30mm；錐度長為1∶20；長度為110mm，頂尖焊上合金片，再到磨床上磨削60°角，這樣就解決了跟刀架不會碰到尾座的困難了。

4.機床的調整

是采用C620型（短）普通車床進行加工。在車削前我對機床主軸與尾座頂尖旋轉中心同軸進行校正。采用卡盤夾緊一條小軸，長約為1米左右，把兩端的外徑車圓50～100mm，然后用百分表固定在小拖板上，兩頭校正，如有誤差，調節尾座兩邊兩個螺絲，調好后，把螺絲鎖緊。再適當的調整大、中、小拖板間隙，不能太松、也不能太緊。否則容易引起“扎刀”現象。

5.工件的裝夾及校正

在加工前，選用四爪單動卡盤，（便于校正工件和夾緊工件），夾持毛坯φ30mm的外圓位置，采用一夾一頂的方法裝夾螺桿（先車平一端）打中心孔，用死頂針（加上黃油）車削時選用的主軸轉速為50～60r/min，每刀的吃刀深度粗車為0.4mm，精車為0.15mm。但是，在粗車時，輔助頭和工件接觸，輔助頭沒有形成弧形，要空轉幾次，等輔助頭形成弧形，再進行車削，另一個，就是φ8mm的槽底徑，不能一次切下到尺寸，太小易振動、彎曲、變形和折斷。

6.刀具材料的選擇

在加工過程中，為了保證車削順利，準備三把車刀（高速鋼）。第一把是偏刀；第二把是切槽刀；第三把是方牙車刀（刀寬為6mm）。車削時選用的主軸轉速為50～60r/min，每刀的吃刀深度：粗車0.4mm；精車為0.15mm，車削時車刀安裝在刀架上，在跟刀架約10mm。根據車削螺桿工件和跟刀架的使用要求，對三個支承點的松緊進行調整，太松在車削時容易產生振動彎曲、變形，車削出的粗糙度達不到要求，太緊產生竹節形，對車削不利，在車削過程中，加乳化液進行車刀冷卻及潤滑，保證車刀在車削時的刀刃鋒利和螺桿的表面粗糙度。

車刀的角度如圖5所示。

通過實踐證明，在設計加工特殊螺桿的跟刀架輔助頭的改進，達到了我廠加工的目的，加工精度、質量，能按圖樣要求，合格率為100%，受到廠家的好評。

（作者單位：清遠市高級技工學校）

注：“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請以PDF格式閱讀”