淺談梯形螺紋的車(chē)削

【摘 要】梯形螺紋是應(yīng)用十分廣泛的螺紋，有米制和英制兩種。英制螺紋在我國(guó)采用較少，我國(guó)主要采用米制梯形螺紋。本文就梯形螺紋車(chē)刀的選用、車(chē)刀的安裝、工件的安裝、車(chē)床的調(diào)整、車(chē)削方法的選用及螺紋的檢測(cè)加以闡述如何又快又好的車(chē)削梯形螺紋。

【關(guān)鍵詞】車(chē)削；梯形螺紋；方法

車(chē)床上長(zhǎng)絲杠和中、小滑板的絲杠都是梯形螺紋，他們的工作長(zhǎng)度較長(zhǎng)，傳動(dòng)中精度要求高，同時(shí)梯形螺紋牙型兩側(cè)面表面粗糙度值較小，致使梯形螺紋車(chē)削時(shí)，難度較大。在車(chē)削中如果采用較大的吃刀深度，較快的走刀速度，在一定程度上可以提高梯形螺紋的車(chē)削速度，但對(duì)于初學(xué)者較難掌握。在實(shí)際操作中容易造成扎刀，甚至刀頭折斷，從而使得初學(xué)著產(chǎn)生畏懼心理，使得初學(xué)者再次車(chē)削時(shí)不敢進(jìn)刀，甚至不敢再次車(chē)削。針對(duì)上述情況，在長(zhǎng)期的教學(xué)中通過(guò)不斷的教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)了一套切實(shí)有效的車(chē)削梯形螺紋的方法，現(xiàn)加以闡述。

1.梯形螺紋車(chē)刀的選用

1.1粗車(chē)刀的選用

為了提高梯形螺紋的加工效率，采用硬質(zhì)合金梯形螺紋粗車(chē)刀（以車(chē)Tr50×6-7h螺紋為例）。車(chē)刀的刀尖角應(yīng)小于牙型角30°，取29°為宜。刀尖寬度小于牙槽底寬，刀頭寬度可刃磨為1.6mm左右。為了增強(qiáng)刀頭的剛性、耐磨性，可將梯形螺紋車(chē)刀刀頭刃磨成圓弧形，并可適當(dāng)?shù)娜心コ銮敖牵敖?0°以內(nèi)為宜，使切削更加順暢。在粗車(chē)螺紋時(shí)，由于受到螺紋螺旋線的影響，螺紋升角Ψ較大，其影響不可忽略，因此在刃磨梯形螺紋車(chē)刀時(shí)，必須考慮。車(chē)削右旋螺紋時(shí)，左側(cè)后角應(yīng)為（3°-5°）+Ψ，右側(cè)后角應(yīng)為（3°-5°）-Ψ。

1.2精車(chē)刀的選用

為了提高螺紋兩側(cè)面以及底面的表面粗糙度，梯形螺紋精車(chē)刀可選用高速鋼梯形螺紋車(chē)刀。螺紋車(chē)刀的徑向前角為0°，兩側(cè)切削刃之間的夾角等于牙型角，刃磨成30°，同時(shí)兩側(cè)切削刃沿著刀柄軸線方向?qū)ΨQ分布。為了保證車(chē)削加工的順暢，也可在兩側(cè)磨出較大前角（10°～15°）的卷屑槽，在車(chē)削時(shí)，車(chē)刀的前端不能參與切削，只能用于精車(chē)牙型兩側(cè)面。

2.車(chē)刀的安裝

2.1車(chē)刀的安裝方式

梯形螺紋車(chē)刀在車(chē)削過(guò)程中，車(chē)刀一般有軸向裝刀和法向裝刀兩種。軸向裝刀是車(chē)刀前刀面與工件軸線重合，此種裝刀車(chē)出的螺紋直線度好。法向裝刀是將車(chē)刀前刀面在縱向進(jìn)給方向?qū)鎯A斜一個(gè)螺紋升角，優(yōu)點(diǎn)在于兩側(cè)切削刃工作前角相等，改善了切削條件，切削順暢，但車(chē)出的螺紋牙型為雙曲線，因此采用軸向裝刀法。

2.2車(chē)刀安裝高度

車(chē)刀主切削刃必須與工件軸線等高，用彈性刀桿應(yīng)高于軸線約0.2mm，以補(bǔ)償彈性刀桿的變形量，同時(shí)應(yīng)和工件軸線平行。為了避免車(chē)出的螺紋產(chǎn)生螺紋半角誤差，必須使用樣板進(jìn)行找正，刀頭的角平分線要與工件的軸線垂直。

3.工件的安裝

為了提高效率，較快的去除加工余量，一般采用一夾一頂裝夾。在工件一端車(chē)出15mm左右的止退臺(tái)，另一端用頂尖頂住工件。對(duì)于精度要求較高的場(chǎng)合或不適合一夾一頂裝夾的，也應(yīng)粗車(chē)時(shí)選擇一夾一頂裝夾，精車(chē)時(shí)采用兩頂尖裝夾方法，同時(shí)工件要裝夾牢固。

4.車(chē)床的調(diào)整

車(chē)削梯形螺紋時(shí)，應(yīng)優(yōu)先挑選精度較高，磨損較少的機(jī)床。正確調(diào)整機(jī)床床鞍、中、小滑板間隙。同時(shí)注意控制機(jī)床主軸的軸向竄動(dòng)、徑向圓跳動(dòng)以及絲杠軸向竄動(dòng)，一旦竄動(dòng)較大，要及時(shí)調(diào)整。優(yōu)先選用磨損較少的交換齒輪，從而提高螺紋加工質(zhì)量。

5.車(chē)削方法

（1）以車(chē)Tr50×6-7h螺紋為例，將外徑車(chē)至略小于螺紋大徑0.2mm，并將兩端倒角，然后將硬質(zhì)合金梯形螺紋粗車(chē)刀對(duì)到工件外圓上，將中滑板調(diào)至零位，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)小滑板消除間隙并對(duì)零。

（2）使用硬質(zhì)合金梯形螺紋車(chē)刀以直進(jìn)法車(chē)螺紋。主軸轉(zhuǎn)速選擇250轉(zhuǎn)/分鐘，刀頭刃磨為圓弧狀，可加大切削深度。Tr50×6-7h螺紋牙高通過(guò)計(jì)算為3.5m；直徑方向則為7mm，分四次進(jìn)刀，逐刀遞減，可第一刀進(jìn)1.2mm，第二刀0.8mm，第三刀0.6mm，第四刀為0.4mm，共計(jì)3mm。如繼續(xù)進(jìn)刀則會(huì)造成三面吃刀，會(huì)造成車(chē)削過(guò)程中的震動(dòng)，甚至造成刀頭的折斷，因此需向一側(cè)借刀（學(xué)生較容易掌握）。

（3）此時(shí)，使用游標(biāo)卡尺測(cè)量牙頂寬，經(jīng)測(cè)量牙頂寬約為4.6mm，將測(cè)量所得的牙頂寬減去理論牙頂寬（W=2.196≈2.2），再減去兩側(cè)所留精車(chē)余量（0.3mm左右，表面粗糙值可適當(dāng)增大，表面光滑值可減小），則是借刀量（此時(shí)借刀采用向一側(cè)借刀的方式）。經(jīng)計(jì)算借刀量為（4.6-2.2）-0.3=2.1mm。

（4）借完刀以后，利用小托板手柄，將刀具重新回到牙槽中間，牙槽底部已經(jīng)較寬，刀具繼續(xù)進(jìn)刀則不會(huì)造成三面吃刀。此時(shí)，采用直進(jìn)法繼續(xù)進(jìn)行進(jìn)刀，第一刀進(jìn)1.2mm，第二刀0.8mm，第三刀0.6mm，第四刀為0.4 mm，共計(jì)3mm。

如果繼續(xù)進(jìn)刀則會(huì)造成三面吃刀，在牙槽中將會(huì)形成如下圖所示的臺(tái)階，可利用小托板向一側(cè)進(jìn)行借刀。借刀時(shí)，注意觀察切屑的變化，當(dāng)切屑變寬則立即停止，此時(shí)意味著刀具已經(jīng)車(chē)至前一次的側(cè)面。利用小托板將刀具重新回到牙槽中間，對(duì)另一側(cè)面進(jìn)行借刀，車(chē)刀車(chē)至前一次的側(cè)面立即停止。

（5）借完刀以后，利用小托板手柄，將刀具重新回到牙槽中間，采用直進(jìn)法繼續(xù)進(jìn)刀，第一刀進(jìn)0.5mm，第二刀0.3mm，第三刀0.2mm，三刀共計(jì)1mm。再次使用左右借刀法車(chē)削牙側(cè)面，直至將牙側(cè)形成的臺(tái)階車(chē)平，至此粗車(chē)完畢。

（6）換上高速鋼螺紋精車(chē)刀，并進(jìn)行對(duì)刀操作。此時(shí)高速鋼螺紋精車(chē)刀刀頭寬度小于牙槽底寬，刀頭可進(jìn)入槽底。將主軸轉(zhuǎn)速適當(dāng)降低變換為40轉(zhuǎn)/每分鐘，加充足的切削液，一次進(jìn)刀0.1mm，共進(jìn)三刀，總進(jìn)刀深度車(chē)至7.3mm（梯形螺紋牙高為3.5mm，通過(guò)查相應(yīng)的手冊(cè)大徑小徑偏差0～0.419mm，二者之和7+（0～0.419）=（7-7.4）mm），當(dāng)牙底車(chē)平后，分別向左右兩側(cè)進(jìn)行趕刀，將左側(cè)車(chē)至粗糙度要求，然后將所有的余量放至于右側(cè)面，車(chē)削右側(cè)面時(shí)同時(shí)保證牙槽頂寬2.2mm，當(dāng)牙槽頂寬達(dá)到要求時(shí)，立即停止，使用三針測(cè)量M值，M值合格時(shí)，中徑則合格。

在實(shí)踐教學(xué)中，采用硬質(zhì)合金車(chē)刀進(jìn)行粗車(chē)，然后使用高速鋼車(chē)刀進(jìn)行精車(chē)，可以大大提高梯形螺紋的加工效率。對(duì)于Tr50×6-7h梯形外螺紋，從粗車(chē)到最后精車(chē)成型30分鐘左右即可完成，學(xué)生也比較容易地理解和掌握，在一定程度上降低了梯形螺紋的教學(xué)難度。但在實(shí)際生產(chǎn)中，梯形螺紋車(chē)削還有很多方法，在車(chē)削過(guò)程中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況靈活的進(jìn)行選用，同時(shí)需要加強(qiáng)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，用理論指導(dǎo)實(shí)踐，最終靈活而高效的完成梯形螺紋的加工。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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