正反雙刀加工短齒梯形螺紋的方法

靳小海，賈燦，姜芳，張志娟

河北太行機械工業有限公司 河北石家莊 050000

1 序言

圖1所示零件是我公司承制的一種鐵路機車專用零件，該零件的重點加工要素是：Tr24×18（P9）非標短齒雙線梯形內螺紋。由于該螺紋的螺紋升角遠大于當量摩擦角，所以該螺紋套與螺桿配合后形成自旋螺紋副，這也是客戶的驗收標準。因此，保證螺紋兩齒面的表面粗糙度優于技術要求的Ra=3.2μm，減小摩擦阻力是重中之重。

圖1 鐵路機車專用零件

2 單刀加工存在問題及成因

前期進行工藝試制時，采用傳統的單刀加工工藝方案，所加工出的試件，只能單向自旋，反向有卡滯現象。對整個工藝系統進行復查，發現刀具、機床及數控程序都沒有問題。幾次改進切削參數，問題依然存在。在不得已的情形下，進行了破壞性檢驗，軸向剖切試件，測量螺紋各項參數后也沒有發現問題，但螺紋左右兩齒面的表面粗糙度有細微差異。表面粗糙度值小的左齒面正是單向自旋時與螺桿接觸的表面，表面粗糙度值大的右齒面是反向卡滯時的接觸表面（螺桿的左右齒面表面粗糙度比較一致）。

造成這種現象的原因是該螺紋的螺紋升角較大，α＝arctan(L/π/D)＝arctan(18/3.14/23.5)≈13.7（°），致使螺紋刀具左右切削刃的工作后角變化較大（左切削刃工作后角變小，右切削刃后角變大）。左齒面受到的摩擦擠壓力遠大于右齒面，左右切削刃的切削狀態不同。

基于上述情況，采取了正反雙刀加工法，使加工右齒面與左齒面的加工狀態一致，實現了雙向自旋要求。……