梯形螺紋加工常用的加工方法

李海光

摘 要： 梯形螺紋的車削在生產實踐中非常重要。本文就梯形螺紋車削過程中車刀的刃磨要求、梯形螺紋的加工方面保證粗加工余量的快速去除和精加工余量的有效預留，從而達到高效、穩(wěn)定地車削梯形螺紋，一直采用傳統(tǒng)的高速鋼車刀左右車削法或斜進法加工，不但效率低、刀具易磨損，還經常由于尺寸控制不準，使精加工余量不夠出現廢品。本文介紹幾種實踐中摸索出來的簡單實用、效率高的梯形螺紋車削方法，可以提高生產效率，縮短加工時間，保證粗加工余量的快速去除和精加工余量的有效預留，從而達到高效、穩(wěn)定地車削梯形螺紋。

關鍵詞： 梯形螺紋 強力切削 螺旋升角

一、梯形螺紋的相關知識

梯形螺紋是利用很廣泛的傳動螺紋，分為米制和英制兩種。英制梯形螺紋的牙型角為29°，我國常見的是米制梯形螺紋，其牙型角為30°。

1.梯形螺紋標記

梯形螺紋的標記由螺紋代號、公差代號及旋合長度代號組成，彼此間用“—”離開。根據國標規(guī)定，梯形螺紋代號由種類代號Tr和螺紋“公稱直徑×導程”表示，由于標準對內螺紋小徑D1和外螺紋大徑只規(guī)定了一種公差帶（4H、4h），規(guī)定外螺紋小徑d的公差地位永遠為h的基礎偏差為零。公差等級與中徑公差等級數雷同，而對內螺紋大徑D4，標準只規(guī)定下偏差（即基礎偏差）為零，而對上偏差不作規(guī)定，因此梯形螺紋僅標記中徑公差帶，并代表梯形螺紋公差（由表現公差帶等級的數字及表現公差帶地位的字母組成）螺紋的旋合長度分為三組，分辨稱為短旋合長度（S）、中旋合長度（N）和長旋合長度（L）。在一般情形下，中等旋合長度（N）用得較多，可以不標注。梯形螺紋副的公差代號分辨注出內、外螺紋的公差帶代號，前面是內螺紋公差帶代號，后面是外螺紋公差帶代號，中間用斜線分隔。

2.標記示例

螺紋代號：單線螺紋：Tr40×6-6h-L；Tr：螺紋種類代號（梯形螺紋）；40：公稱直徑；6：導程（對于單線螺紋而言，導程即為螺距）；6h：內螺紋公差代號；L：旋合長度代號。

二、梯形螺紋車刀

車刀分粗車刀和精車刀兩種。

1.梯形螺紋車刀的角度

（1）兩刃夾角：粗車刀應小于牙型角，精車刀應等于牙形角。

（2）刀尖寬度：粗車刀的刀尖寬度應為1/3螺距寬。精車刀的刀尖寬應等于牙底寬減0.05mm。

（3）縱向前角：粗車刀一般為15左右，精車刀為了保證牙型角正確，前角應等于0，但實際生產時取5°～10°。

（4）縱向后角：一般為6°～8°。

（5）兩側刀刃后角：a1=（3°～5°）+φ a2=（3°～5°）-φ

2.梯形螺紋的刃磨要求

（1）用樣板校對刃磨兩刀刃夾角。

（2）有縱向前角的兩刃夾角應進行修正。

（3）車刀刃口要光滑、平直、無虛刃，兩側副刀刃必須對稱刀頭不能歪斜。

三、梯形螺紋的車削方法（以Tr40×6為例）

車削梯形螺紋與三角螺紋相比，螺距大、牙型角大、切削余量大、切削抗力大，而且精度要求高，加之工件一般都比較長，所以加工難度較大。一般車削梯形螺紋我們采用以下幾種方法。

1.直進法

螺距小于4mm和精度要求不高的工件，可用一把梯形螺紋車刀，即每一刀都在X向進給，直至牙底處。采用此方法加工梯形螺紋時，螺紋車刀的三個切削刃都要參與切削，導致加工排屑艱苦，切削力和切削熱增長，刀頭磨損嚴重，容易產生“扎刀”和“崩刃”現象，因此這種方法不合適大螺距螺紋的加工。

2.斜進法

螺紋車刀沿牙型一側平行的方向斜向進刀，直至牙底處，用此方法加工梯形螺紋時，車刀始終只有一個側刃參與切削，從而使排屑較順利，刀尖的受熱和受力情形有所改良，不易產生“扎刀”等現象。

3.左右切削法

用梯形螺紋車刀采用左右車削法車削梯形螺紋兩側面，每邊留0.1～0.2mm的精車余量，并車準螺紋小徑尺寸，螺紋車刀分辨沿左、右牙型一側的方向交叉進刀，直至牙底。這種方法與斜進法較類似，利用此方法螺紋車刀的兩刃都參與切削。

以上三種方法加工時的刀具一般采用高速鋼材料的刀具，粗、精車各一把刀，且切削是主軸轉速不高，在整個切削過程中冷卻液一直使用，導致生產效率低，操作者勞動強度大。

在實際生產中對精度要求不是很高的梯形螺紋加工時用硬質合金刀具按著牙形角（角度尺定在29°30′）刃磨，刀頭寬度1.982mm，右側加一螺旋升角，左側減去一螺旋升角，主軸轉速在400r/min左右，采用直進法加工，應把車床各滑板間隙調整到理想狀態(tài)，最初時中滑板進刀量為1.2mm，以后依次遞減，直至螺紋的小徑尺寸，因為螺距為6mm，可以被車床絲杠螺距整除，可以抬開合螺母進行退刀；如螺距不能被車床絲杠螺距整除，依據個人的操作熟練情況選擇適合的主軸轉速來進行加工，但建議最低主軸轉速不低于260r/min。在臨界螺紋終點距離時，可以用操縱壓桿適度控制正轉時的轉速，但千萬不能壓得過位，以導致反轉。

加工時，為減小切削力，往往采用左右借刀切削法，當采用左右借刀切削法強力車削右旋螺紋時，用右主刀刃切削時，刀具承受了工件給它的力，其中軸向分力Px與刀具的進給方向相同，刀具把這個軸向分力Px傳給床鞍，從而推動床鞍向有間隙一側做快速猛烈的來回竄動，其結果是使刀具來回竄動，并使加工表面產生波紋，甚至斷刀。因次建議用左側切削刃進行擴槽寬，使加工具有一定的穩(wěn)定性，提高刀具耐用度。

結合梯形螺紋的加工特點及刀具在切削過程中的受力情形，可以更好地提高加工效率，縮短加工時間。同時，對于大螺距的梯形螺紋、蝸桿等形狀螺紋具有通用性。

參考文獻：

[1]車工工藝學（96新版）.中國社會勞動保障出版社，1997.52.

[2]機械切削工技能.機械工業(yè)出版社，2004.7.

[3]機械工人切削手冊（第五版）.中國社會勞動保障出版社，2003.3.