大模數多頭蝸桿切削法與分層分段教學法

機加工專業是技校重點專業，機械行業的復蘇使得車工操作技術人才的需求逐年增加，特別是普通車工和數控加工復合專業。數控加工專業學得好壞，在于普通車工的基礎打得怎么樣，而普通車工學得怎么樣又在于車蝸桿車得是否專業。通過多年的操作實踐及教學，筆者認為蝸桿的車削較一般切削加工包括梯形螺紋加工更為困難。那么怎樣才能把蝸桿、特別是大模數多頭蝸桿加工好呢？下面是筆者的粗淺認識。

一、加工蝸桿中存在的困難及車不好的原因

由于蝸桿的齒型較深，切削面積大，車削時容易發生振動，使工件變形，甚至產生“扎刀”。而在蝸桿的車削中，模數越大，頭數越多，加工難度越大。大模數多頭蝸桿的mx一般都在3mm以上，再加上采用大切削深度或大走刀的強力切削，對機床、夾具以及操作方法、操作技術都將提出更高要求。

在以往的工作實踐中，加工螺紋普遍采用的方法是直進法、斜進法、左右切削法，而在教學中學生又多僅采用一種方法，忽視了方法間的內在聯系。尤其是加工鋼件外螺紋、蝸桿、多頭蝸桿時，螺距較大，一般加工又不使用彈簧刀桿，不僅加工時間長，質量難以保證，而且易使學生的學習情緒低落，影響教學質量和進度。

二、創新加工方法并運用到實踐加工和教學中

筆者總結出一套分層分段切削法，該方法通過具體分析加工大模數多頭蝸桿時每一層承受力情況及排屑，合理地將幾種方法穿插應用，充分發揮各種方法的優勢，可以減少加工時間，降低加工程度，提高加工效率，提高加工質量。

分層加工就是將螺紋牙型高度分為幾層，然后逐層遞減加工量。眾所周知，在螺紋加工中，切削深度越大，加工越困難，切削量大，空間就會被排出的切屑堵塞，致使切削力突然增大而出現扎刀現象。分層加工則完全避免了這一現象。例如：mx=3mm的模數，三頭蝸桿，螺紋牙型高度6.6mm，以將它分為四層，第一層加工深度控制在2～3mm；第二層控制在1.5～2mm，第三層控制在0.5～1mm，第四層控制在0.5～0.8mm，如加工技術不熟練，層數可再多一些，選用適合于自己的加工層數和深度。

分段是指整個螺紋加工過程分為粗車、半精車、精車三個階段。即如上例中的第一層、第二層為粗車，第三層為半精車，第四層為精車。然后針對相應層次，選擇與之相適應的加工方法，以達到提高加工質量，提高加工速度。如加工第一層時由于是表層，排屑空間大，同時采用增大前角角度防止扎刀，加大切削深度，直進法與剝皮法交替使用，充分利用螺紋車刀刀尖和兩刃都參與切削，金屬切除率高的特點來提高切削效率，吃刀深度也應隨加工深度的增加而逐漸減小。當加工到第一層底部時，應及時改用左右切削法且單向進給，以便利用其單刃加工切削力小，避免產生扎刀現象，快速切除第一層多余金屬。當槽寬增大后其縱向進給量也隨之增大，一般能達到0.5～1.00 mm左右。也可只橫向進給，把縱向進給量留在第二層加工時切除。當加工第二層時，由于第一層加工使槽寬增大，所以適當減小吃刀量，仍如第一層之法，快速切除第二層金屬。然后用左右切削法單向進給（橫向）將螺紋寬度基本確定。至此第一步第一個頭粗車即告結束。然后用軸向分頭法，把小滑板向前移動一個導程，同樣的方法粗車第二頭，粗車時測量牙頂寬度、測量牙槽寬。盡量與第一頭的牙頂寬度保持一致，第三頭牙頂、牙槽寬盡量與第一頭、第二頭一致。

在粗車之后，精車之前要利用直進法和左右切削法對螺旋槽進行一次半精車（粗車齒形應在牙形兩側及槽底留0.3mm半精車余量），使槽的兩側余量均勻（半精車齒形應在牙形兩側及槽底留0.3mm精車余量），這一點對保證各頭精車時的加工余量最為重要，對提高螺紋精度也是一個重要環節。這也就是前例所述第三層所完成的任務。半精車之后螺紋基本成形，只留較小的余量以備精車，這就是第三段第四層的加工。可以采用直進法與斜進法或與左右進給法配合使用完成精車，只要前三層做到位，第四層的加工自然是水到渠成。然后用同樣的方法把其他各頭加工出來。

三、加工方法選擇

在控制好槽寬、牙頂寬并留有一定余量的情況下，本著空間大則進給量大，空間小則進給量小，循序漸進的原則進行每層加工。

在選擇加工方法時，哪種方法有利，就采用哪種方法。同時盡量把加工路線走成“之”字形，以達到既提高加工速度又保證加工質量的目的。

實踐證明，加工好蝸桿是提高實習教學質量的重要環節，只要讓學生把蝸桿的加工學會學好，就會增強學生的自信心，提高教學質量，為以后成為車工技師、數控車工技師奠定良好的基礎。

（作者單位：山西省陽泉高級技工學校）