高效粗車雙線梯形螺紋的探索

前幾年的一個暑假，朋友急需筆者在普通車床上幫忙加工一批導程為10毫米的雙線梯形螺紋軸，見圖1。從圖形分析，該螺紋軸螺紋尺寸精度要求高，兩側表面粗糙度值要求小。由于螺紋軸交貨時間緊，在普通車床上按傳統的螺紋加工方法是絕對不可能按時、按質完成零件加工任務的。下面介紹筆者是如何高效粗車雙線梯形螺紋的。

一、問題的提出

零件材料為45號鋼，Tr30×10(P5)雙線梯形螺紋，傳統車削，一般選用高速鋼車刀。對螺紋車刀角度的要求：兩刃夾角，粗車刀應小于螺紋牙型角；刀頭寬度粗車刀應為1/3螺距寬；縱向前角，粗車刀一般為15°左右；兩側后角車右旋螺紋，α左 =（3°～5°）+Ψ，α右 =（3°～5°）-Ψ。

車削步驟：粗車第一條螺旋槽時，記住中、小滑板的刻度值；進行分線，粗車第二條螺旋槽，如用軸向分線法，中滑板的刻度值應與車第一條螺旋槽時相同；采用左、右切削法加工雙線螺紋時，為了保證螺距精度，車削每一條螺旋槽的車刀軸向移動量，借刀量必須相等。梯形螺紋，粗車耗時最多，切去余量較多。粗車后，工件現出牙型，兩側和槽底留有精車余量，尤其雙線或多線螺紋粗車耗時更多。這一過程體現操作者的技能技巧。

按上述傳統方法加工雙線螺紋，步驟較復雜，車削時間較長，生產效率偏低。如何縮短加工時間，提高生產率，是每一位操作者值得探討的問題。時間緊，工作量大，筆者查找了有關的車工車削實用技巧等書籍，終于找到了解決的辦法。

二、刀具材料的選擇

要高質量、高效率地進行切削加工，就要有高質量、高性能的生產工具。刀具是直接對工件進行切削的，因此刀具性能和質量都直接影響切削加工的效率、加工精度和表面質量。目前工廠使用比較多的刀具，主要有硬質合金和高速鋼兩種。硬質合金刀具耐熱性、硬度、耐磨性均高于高速鋼，但韌性較差，承受不了大的沖擊力。高速鋼刃磨方便、韌性較好，能承受大的沖擊力。而加工材料為45號鋼，故選用硬度高的高速鋼，目的是使刀具不易磨損。

三、刀具的制作及幾何參數的選擇（圖2）

（1）選用硬度高的高速鋼16×16×150。

（2）線切割粗加工刀具，根據圖樣Tr30×10(P5)，螺距為5mm，牙高3mm，切割成螺距相等，牙型角為30°，齒深為5mm，刀頭寬為2mm，兩刀之間深為8mm，寬為1.5mm的槽，目的是方便砂輪刃磨。

（3）用工具磨床精磨角度，由于線切割加工的刀具表面比較粗糙而且沒有角度，因此通過工具磨床磨出角度。要求順走刀方向的兩個后角為10°左右，背走刀方向的兩個后角為0°～2°左右，兩刀的刀頭寬均為1.3mm，螺距相等，牙型角為30°。

（4）在砂輪機上磨出3°～ 5°的前角，徑向后角為6°～ 8°。

四、工件的裝夾和刀具的安裝（圖3）

采用一夾一頂安裝，粗車雙線梯形螺紋。刀具安裝：將制作好的雙刀裝在刀架上，刀尖位置應對準工件的旋轉中心，且兩刀尖角的對稱中心線必須與工件軸線垂直，伸出的長度盡可能短，以增強刀具的剛性。

五、切削用量的選擇

采用雙刀粗車梯形雙線螺紋，提高生產效率，必須選擇合理的切削速度和背吃刀量。切削速度的選擇應考慮兩點。一是安全，避免發生人身事故或車床、刀具損壞等事故。二是零件加工過程中留有合適精加工余量。

切削速度高、效率高，但刀具耐用度會降低。根據刀具材料和工藝剛性、機床、工件的安裝方式、退刀槽的寬度等，選切削速度10m/min較合適。從工件直徑，通過計算，取主軸轉速為105r/min。車削前，檢查車床（包含床鞍、中滑板、小滑板、刻度盤、刀架）間隙量并作調整。如果間隙大，受到較大切削力的作用，就會產生扎刀、振動、損壞刀具等問題。車削時，加充足的乳化液，因為乳化液可吸收切削中大量的熱量，改善切削條件，提高刀具的壽命。背吃刀量第一刀取0.8mm，以后進刀逐步減小，并利用小滑板兩邊借刀，減小切削力，避免“扎刀”，注意牙兩側留有合適的精加工余量，直至車到螺紋小徑尺寸（留0.2mm精車余量）。

六、結論

采用倒順車粗加工Tr30×10(P5)，用一把刀粗車雙線梯形螺紋（包括分線）和用制作的雙刀粗車雙線梯形螺紋（一次進刀加工兩條螺旋槽）的比較結論如下：用一把刀粗車Tr30×10(P5)，長度25mm，所用時間約25分鐘；而用雙刀粗車Tr30×10(P5)，長度25mm，所用時間約10分鐘。通過對比，用雙刀粗車雙線梯形螺紋比用一把刀粗車雙線梯形螺紋時間縮短一半多，大大提高了勞動生產率。由于提高了粗車雙線梯形螺紋的效率，因此這批導程為10毫米的雙線梯形螺紋軸能按時、按質完成。

采用雙刀粗車雙線梯形螺紋必須注意：一是退刀槽的寬度大于或等于一個導程；二是適用于加工導程為12毫米及以下的雙線螺紋。另外，經多次嘗試用雙刀精車雙線梯形螺紋，因分線誤差超過0.1mm，是否能用來精車這一問題還在探討中。

（作者單位：廣東省肇慶市技師學院）