基于技能大賽的多線螺紋車削方法探討

秦文偉

（無錫機電高等職業技術學校，江蘇 無錫 214028）

現在職業院校的技能大賽從國賽、省賽、市賽甚至到校內選拔賽已經形成了一套體系。職業院校的技能大賽可以使學校接觸到與企業相關的最新技術，對學校的專業設置，人才培養起到不可忽視的作用；讓教師在指導過程中開闊眼界，可以觸摸到許多新技能新知識，提高教師的業務指導能力；在刻苦訓練中培養了一批動手能力精湛、學習成績一流、職業素養優異的學生。在職業院校的技能大賽中，普通車工則是機械數控類專業的傳統比賽項目，在比賽內容上多線螺紋的車削是一個必考的內容，多線螺紋車削速度的快慢、車削精度的準確與否都直接影響到比賽選手的心態和成績。筆者以雙線蝸桿為例來分析探討多線螺紋的車削方法，以提高學生雙線螺紋的車削速度和車削精度。

1 熟練應用蝸桿各參數的計算公式

在車削蝸桿的過程中，蝸桿的一些主要參數如全齒高、導程角（螺旋升角）、齒頂寬、齒根槽寬等公式應熟記并能熟練應用，蝸桿的參數及計算公式見表1。

表1 蝸桿的參數及計算公式 mm

2 熟練掌握蝸桿車刀的刃磨方法

蝸桿車刀在平時訓練及比賽中一般選用的都是超硬高速鋼車刀，它的牌號為w2mo9cr4vco8，硬度是HRC69～70，所以其耐用度是普通高速鋼刀的2～4倍。它的優點是車刀刀刃鋒利，強度高，在進行強力切削時刀刃不會磨損與變形。為了快速車削蝸桿以及使蝸桿精度要求符合圖紙要求，蝸桿車刀應該分為粗車刀與精車刀。

1）蝸桿粗車刀。為了使車刀粗車順利，并且在蝸桿齒壁留有精加工余量，所以車刀的刀尖寬度和刀尖角度磨得要比槽底寬和牙型角小。車削45＃鋼鋼件時，為了使車刀車削順利，前刀面應磨有10°～15°的徑向前角，如圖1（a）所示。

2）蝸桿精車刀。為了車準蝸桿牙型角，蝸桿精車刀的刀尖角度應該磨的與蝸桿的牙型角一致，并且左右兩條車削刀刃要平直對稱，同時最好用油石進行研磨以使刀刃鋒利和降低刀面粗糙度。為了使精車順利，讓齒側的表面粗糙度符合要求，可以在蝸桿車刀的前刀面上磨有兩條斷屑槽。但這種車刀由于刀尖主刀刃不平直，不能進行精車槽底，如圖1（b）所示。

圖1 蝸桿車刀的幾何角度

3 熟練掌握雙線蝸桿的車削方法

車削蝸桿的方法主要有左右切削法、切槽法、分層切削法等，而小滑板分線法、百分表分線法以及用百分表和量塊組合分線法是車削蝸桿經常使用的分線方法。車削雙線蝸桿時，關鍵是蝸桿的粗精車過程和分線方法要互相配合，若雙線蝸桿在分線上出現誤差，會使車削的蝸桿齒距不相等，使車削出來的蝸桿變成廢品。因此必須掌握蝸桿的分線方法，控制它的分線精度，以提高車削的準確率。我們在訓練學生時在車削方法上讓左右切削法和分層切削法結合起來，可以讓學生進行快速粗車并能防止車刀“扎刀”現象。在蝸桿分線時把小滑板分線法與百分表分線法結合起來以提高齒距的分線精度。具體車削過程如下：

1）做好準備工作，開始裝刀。蝸桿車刀在裝夾時一定要注意車刀刀尖要對準機床主軸的回轉中心（采用彈性刀桿車削時，車刀刀尖的中心高度應略高于機床的回轉中心）。并且要使蝸桿車刀的角平分線與工件軸線互相垂直，可以用角度樣板或者用萬能角度尺進行找正裝夾，以避免蝸桿牙型角車削不正確。

2）進行車床調整。根據圖紙要求選擇合理的進給量、合適的轉速，車削雙線螺紋時進給手柄應置于“導程L”檔。手柄調整完成后應對工件進行試車削一刀，然后用游標卡尺檢驗齒距P和導程L，防止出現齒距誤差。

3）雙線蝸桿的粗車。按照圖紙要求粗車第一條槽，車削方法同單線蝸桿，為了提高車削速度可以采用左右切削法和分層切削法結合起來進行車削，即中滑板每次進給車削時，小滑板按照3∶1比例左右借刀進行配合車削，車削至一定深度再分層車削。因為蝸桿的車削深度比較深，容易引起扎刀，分層車削在提高效率的同時保護車刀，避免車刀三刃車削引起崩刀。粗車結束時，為了精車順利，槽底及兩側齒壁都應留有余量，一般為0.1～0.2mm。接著采用百分表分線法進行分線粗車第二條槽。

4）雙線蝸桿的精車。雙線蝸桿的精車不僅是要車準法向齒厚Sn，還要保證蝸桿的齒距P和導程L。在車削過程中為了使蝸桿齒壁達到粗糙度要求應利用正反車摩擦片的作用使轉速達到車削要求，而不是一味的將轉速降低，因為轉速降低后蝸桿的車削效率也降低了。精車時，將蝸桿精車刀放入任一槽內對刀，對刀完畢后進行空刀車削，防止對刀誤差。接著精車蝸桿槽底，然后利用小滑板左右借刀精車齒壁，使齒壁粗糙度符合要求。必須注意一側齒壁不能多車，應盡量把精車余量放到另外一側齒壁，防止另外一側齒壁在精車過程中出現意外。雙線蝸桿的精車過程如下，如圖2所示：

圖2 雙線蝸桿的精車

（1）蝸桿精車刀在Ⅰ槽進行對刀，對刀完成后進中滑板精車槽底，牢記中滑板的刻度。同時小滑板順時針借刀車削Ⅰ槽中的B面齒壁，使其粗糙度符合要求。

（2）車刀退出Ⅰ槽后將小滑板繼續順時針轉過一齒距P，使車刀進入Ⅱ槽。然后進中滑板車削Ⅱ槽中的D面齒壁和槽底，中滑板車至剛才記住的刻度為止。這時D面齒壁與槽底也精車完成。

（3）車刀留在Ⅱ槽，直接將小滑板逆時針借刀，使車刀碰到C面齒壁。進中滑板至記住刻度進行車削槽底，并繼續逆時針借刀精車C面齒壁。此時要注意小滑板的間隙，防止出現扎刀。在精車C面齒壁的同時，要及時測量蝸桿法向齒厚，使其滿足公差要求，并注意檢查齒厚卡尺測量時是否測量在已車削的齒上，防止出現測量誤差。

（4）車刀退出Ⅱ槽后將小滑板逆時針轉過一個齒距使車刀進入Ⅰ槽，用（2）的方法精車A面齒壁和槽底。車削時在測量法向齒厚的同時也應隨時測量齒距及分線精度，為了確保分線精度，應注意Ⅰ槽的齒厚公差盡量與Ⅱ槽的齒厚公差一致。

（5）雙線蝸桿車削完成后應進行齒頂倒角。

4 熟練掌握蝸桿法向齒厚的測量方法

在蝸桿的車削加工過程中，應對蝸桿齒頂寬隨時測量，以調整小滑板左右借刀的格數來確保蝸桿的正確車削。蝸桿車削結束后我們對其進行精度檢測，完成蝸桿的車削過程。

1）蝸桿的齒頂圓直徑即車削工件的直徑，直接用外徑千分尺和游標卡尺測量；齒根圓直徑一般采用控制中滑板進刀格數的方法予以保證。

2）用齒厚卡尺進行蝸桿的法向齒厚測量，如圖3所示。測量時，將齒厚卡尺齒高部分的讀數值調到齒頂高的尺寸，再將兩卡腳卡入車削完成的蝸桿法向齒廓，同時輕微的前后轉動角度，使兩卡腳貼平在蝸桿齒側，前后轉動的角度就是尺桿與蝸桿軸線間的夾角，也就是導程角γ。此時測量出來的數值就是蝸桿分度圓直徑上的法向齒厚Sn。

圖3 齒厚卡尺測量法向齒厚

5 熟練應對蝸桿車削中出現的問題

在蝸桿的車削過程中，一般會容易發生扎刀、亂牙、齒距不正確、分線不正確、表面粗糙度不符合要求等問題。在蝸桿車削中容易出現的問題及解決方法，見表2。

表2 蝸桿車削容易出現的問題及解決方法

總體而言，多線螺紋的車削方法無論在學生平時訓練做課題還是參加技能比賽都是必須掌握的。多線螺紋的車削只有掌握方法，多做多練，所謂的車削技巧就是熟能生巧。從筆者多年訓練學生的情況來看，一般一個模數2.5～3mm的雙線蝸桿從粗車到精車大約30～40min就能完成，這些雖說得益于正確的訓練方法，但與學生的腳踏實地的訓練是分不開的。

［1］蔣增福.車工工藝與技能訓練［M］.北京：高等教育出版社，2004.

［2］許秀盛.如何進行多頭蝸桿的車削指導［J］.職業，2008（27）：107－109.

［3］袁功宙.如何提高雙線螺紋的螺距精度［J］.機械研究與應用，2008（8）：59.

［4］李華楹.淺談車床加工螺紋常見故障及解決方法［J］.裝備制造技術，2008（9）：178－179.

［5］逯盛海.超硬高速鋼車刀快速加工多線蝸桿方法研究［J］.吉林工程技術師范學院學報，2011（2）：68－70.