軟橡膠螺紋的磨削加工

■北京南口軌道交通機械有限責任公司（102202）鄭文虎 李秋彤

軟橡膠除具有一般非金屬材料所共有的強度低（σb=19.6～24.5MPa）、導熱性差［熱導率k=0.2W/（m·k）］，分別為一般鋼材的1/27和1/350的特性外，其重要性能特點是在－50～150℃內具有良好的彈性、柔順性和復原性。軟橡膠的彈性模量極小，為1.9～3.9MPa，是鋼材的1/50000。它還有良好的延伸率（δ=500%～700%），是鋼材的30倍左右。要在以上性能的材料上切削加工各種螺紋，是極為困難的。如果采用砂輪來磨削加工，卻是十分容易的事，而且加工效率高。磨削加工出的螺紋無毛刺飛邊，牙型表面粗糙度值也低。磨削時，可在車床上安裝一個可調螺旋角的電動或風動磨頭來磨削，也可在螺紋磨床或鏟齒車床上進行磨削。

1.在車床上磨削軟橡膠螺紋的準備工作

（1）磨頭。在車床上磨削螺紋，需要在車床刀架上安裝一個可任意調整螺旋角的車床附加磨頭。在螺紋精度較低的情況下，可制作一個夾具安裝風動磨頭來代替。磨頭砂輪速度vc=15～20m/s。采用磨料為白剛玉、陶瓷結合劑，硬度為中軟，粒度為60～80號，直徑為80mm左右的碟形砂輪。磨頭在車床上安裝好后，按照螺紋牙型形狀要求，采用金剛石筆或金剛石復合片將砂輪形狀修整好。砂輪工作形狀應與螺紋法向槽形形狀相符。

（2）計算掛輪。螺紋的導程在車床銘牌上有的，可以直接扳動進刀箱手柄獲得。當在車床銘牌上沒有時，就需計算和加工新的掛輪。一般用最簡便的速比計算方法，先在車床上選用近似的螺距（導程）P實，工件螺距（導程）P工，按速比i=P工/P實算出，查機械工業出版社出版的《金屬切削工人手冊》或上海科學技術出版社出版的《金屬切削手冊》中的速比掛輪表，即可獲得相應掛輪齒數，作出新的掛輪。

（3）車床主軸減速措施。當所加工的工件直徑大于150mm、螺紋導程大于300mm時，車床主軸的最低轉速也高，車床主軸必須減速，否則影響磨出螺紋的質量，增加操作人員的緊張情緒及在反車時損壞車床零件。減速的方法有：改變主、被動皮帶輪直徑；在車床電機與主軸箱之間增加減速裝置（如齒輪減速箱、渦輪減速箱和動力頭等），使主軸轉速降至5r/min以下。

（4）分頭方法。對于小的螺紋導程，可用小拖板或小拖板與大絲杠結合分頭；較大的螺紋螺距和較多的頭數時，最好采用分度盤（挑多頭螺紋用的齒輪式或孔板插銷式）分頭。

（5）磨削時，采用水作磨削液，以冷卻潤滑，這樣不僅消除了粉塵，而且操作者也聞不到橡膠的氣味。

2.加工實例

（1）加工大導程螺紋膠輥。它是一化工廠用的大型、大導程、多頭螺紋膠輥，如圖1所示。此膠輥的螺距為64mm，頭數正、反各20，其螺紋導程為1280mm，螺旋角為63.8°。加工螺紋時，采用風動砂輪做磨頭，做一個可左右扳大螺旋角的夾具，將風動磨頭安裝在夾具中，再安裝在車床方刀臺上。采用動力頭減速，使C630車床主軸最低轉速從14r/min減到2r/min。安裝好掛輪和螺紋分頭用的齒輪分度盤，將工件安裝在車床兩頂尖上，一次走刀磨好一條螺旋槽。磨好一個方向20條螺旋槽后，將砂輪反向扳好螺旋角，再將另一方向的20條螺旋槽依次磨好。

圖1

（2）加工異形螺紋膠輥。該膠輥外徑為125mm，螺距為25.4mm，由兩段螺紋組成，牙深為7mm，牙型如圖2所示。為了保證牙型，除把砂輪修整成牙型槽的尺寸與形狀外，還得將車床小刀架順時針方向扳85°，砂輪軸線與工件軸線相交成5°，方向按圖2要求。進刀與退刀，不用中拖板，而用小拖板。采用兩次走刀磨出一端螺紋后，再將工件調頭安裝，用同樣方法磨出另一端螺紋。

（3）加工小螺距多頭螺紋膠輥。該膠輥螺距為0.5mm，螺紋為三個頭的60°三角螺紋，如圖3所示。加工時，先在外圓磨上磨好外徑，再在車床上分三次走刀將螺紋磨出。

圖2

圖3

[1]鄭文虎.難切削材料加工技術[M].北京：國防工業出版社，2008.