保證多線外螺紋車削精度的有效方法

摘要：多線螺紋分頭精度是加工中的重點所在。本文結合教學實踐經驗，通過軸線分頭、精度測量等細節具體介紹了一套加工多線外螺紋行之有效的教學方法。

關鍵詞：多線外螺紋；精度；軸線分頭法

多線螺紋在車削加工中是一個較難的課題之一，它不僅要保證每條螺紋的尺寸精度和形狀精度，而且還要保證幾條螺紋的相對位置精度。如果幾條螺紋的位置精度（分線精度）出現較大誤差，將會影響其配合精度，甚至造成無法安裝，工件報廢。由此可見，多線螺紋分頭精度是加工中的重點所在。從理論上講，不論是利用圓周分頭法，還是軸線分頭法都可以獲得準確的分線精度。但在實際操作中，沒有一定的應變能力和一定的操作經驗是難以加工出分線準確、精度較高的多線螺紋，甚至出現在粗加工中由于分頭誤差而產生工件報廢。在多年的教學實踐中，我總結出了一套加工多線外螺紋行之有效的教學方法。

多線螺紋的粗車分頭

教材上所指的圓周分頭和軸向分頭在理論上具有一定的說服力，但在實際操作中有一定的局限性。對車削螺紋較小的三角螺紋時可以采用導程分頭或圓周分頭一次完成。原因是只有中拖板的徑向進給，沒有小拖板的軸向借刀，因而保證了軸向位置的精度。而對加工較大螺距的螺紋，由于受切削力的影響，不能直接完成全部車削過程。若采用斜進和左右進切削，就不可避免地會出現分頭誤差。怎么辦？具體措施如下：

粗車時采用粗略分頭。如粗車第一條螺旋槽時，一定要控制槽寬小于尺寸要求，即mx=3mm時，約為6～6.4mm寬。當車完第一條螺旋槽后，讓車刀靠住某一個側面，一般應選擇順走刀方向的側面。轉動小拖板軸向移動一個周節（或螺距）加0.2mm左右的精度余量，也就是量出逆走刀方向的那個牙頂寬約為2.8～3.2mm，即第一條螺旋線的牙頂寬大于尺寸要求，然后開始粗車第二條螺旋槽，直至和第一條螺旋槽的尺寸基本相等。

單針對比測量半精車

單針對比測量是粗車后、精車前的重要環節。“對比”就是用單針分別測量每一條螺旋槽，測量值較大的那個槽則相對較窄。再用齒厚游標卡尺測量出該槽所相鄰的兩個齒厚，找出其測量值較大的那個齒面就是所要車削的面，直至測量值誤差減小，即各槽各齒基本一致。

多線螺紋的精車分頭

在準備精車時，對先車某一個側面應有所選擇。如果任意從一個側面開始精車，而這個側面的余量也較大。當把這個側面車到圖樣所要求的表面粗糙度時，一般來說是去精車另一個螺旋槽的同一側面，而不是繼續車原側面。這樣做有時會出現這樣的問題：當車刀精確地移動一個周節（或螺距）去車另一個側面時，卻發現這個側面沒有余量或是車了幾刀，側面尚未達到其表面粗糙度要求就車至尺寸了。是粗車、半精車時留的余量少了嗎？不是。很顯然，是第一側面在車削時留的余量太多而導致第二條螺紋槽的同一個側面余量小，或沒有余量。這樣就必須把已精車的側面再精車一次，造成了在操作上不必要的重復，影響了車削的效率，造成了分頭次數多，出現誤差的機會也就多。那么，如何減小誤差，提高效率，達到精度要求就成為車削多線螺紋的主要矛盾。以上所談問題的出現不是由于沒有余量和余量較小而導致的，而是在開始精車時，對先車哪一個側面沒有選擇或選擇錯誤而造成的。因此，在精車前，應對先車哪個側面有所選擇。

在精車前，同樣用單針對比測量，找出兩槽哪個測量值較小，則此槽較寬。再用齒厚卡尺測量該槽所相鄰的兩個齒厚，看哪個測量值較小，再確定精車從哪個側面開始。如果槽的右側齒形厚度較窄，那就應選擇右側面作為精車的第一面，也就是作為精車的基準。這樣經過對比選擇，實際上是選擇了相對余量較少的一個牙型側面作為精車的開始。把這個牙型側面精車好（表面粗糙度達到要求即可），再進行精確分頭去車另一條螺旋槽的同一側面，這樣就不會出現余量不足的問題了。

當精車好第一個牙型側面后，要進行精確分頭以保證工件螺距（或周節）的正確。教材所講的圓周分頭和軸向分頭都可以實施，但也應根據場地和條件的具體情況來確定選用哪一種方法。在實習教學中，我采用百分表監視小拖板分頭。這樣的優點是：直觀、準確、操作方便，可以保證較高的分頭精度。在車第二個側面時經過精確分頭，車刀的軸向位置已確定，只要依次加深中拖板的進給深度至車削第一側面的刻度（即螺紋小徑），就獲得了第二個牙型相同側面的精度。即通過精確分頭，軸向位置確定，徑向位置在第一側面車削時的刻度不變就保證了兩條螺旋槽的同一側面，即螺距的精確度。這時，就可以精車同一牙型槽的另一側面。用單針或齒厚卡尺測量以保證齒厚或中徑尺寸符合圖樣要求，再精確分頭去車另一條螺旋槽的同一側面。這樣就完成了多頭螺紋的精車任務。

以上所談不難看出，不論是粗車，還是精車，首先應該選擇一個側面作為車削和測量基準，而另一側面成為余量。

多線螺紋的精度測量和誤差修正

多線螺紋除了和普通螺紋一樣要測量大、中、小徑外，還要對其分頭精度（螺距精度）進行精確的測量和修正，這也是多線螺紋的重要技術指標之一。作為梯形螺紋等螺距的螺桿分頭誤差較大會造成齒合間隙忽大忽小，影響蝸桿、蝸輪的傳動精度。怎樣測量和修正呢？其測量方法是：首先測量法向齒厚。如果測量兩個法向齒厚基本相等，則分別記下其法向齒厚的數值，再測量包含這兩個齒的法向齒厚（即兩個齒的法向齒厚和一個螺旋槽寬度），記下這個測量值后，再向前或向后移動一個法向齒厚，再測量一次法向齒厚，比較兩次測量的結果，得到的測量值誤差就是分頭誤差。可以看出，兩次測量都包含兩個相同的齒型，其法向齒厚的值是不變的。但兩次測量包含的槽卻不一樣，因為每次都換了一條螺旋槽，所以兩次測量的結果不同，這時，我們可以不考慮測量時的操作誤差。說明一條螺旋槽較寬，而另一條螺旋槽較窄。在兩條螺旋線法向齒厚相等的情況下，組成導程的兩個螺距（或周節）則不完全相等。其解決的辦法同樣用單針進一步對比測量兩個螺旋槽，看哪個的測量值較大，說明哪個槽較窄。再測量其所相鄰的兩個齒厚，找出其測量值較大的那個齒型，那么，該槽的那個側面就是所需修正的面。有時可能出現兩槽的測量值相等，齒厚測量值卻不等，說明被測兩槽所夾的中間那個齒型較厚，這樣就應該修正該齒型的兩個側面。齒厚相等，槽寬不等，應該修正窄槽的兩個側面。假設余量還有0.2mm就應該把它平分在兩個側面上。這樣兩個齒厚同時減薄，仍然保持相同的厚度，螺距誤差也就消除了。總之，在做最后修正時，要根據每條螺旋線的齒厚和槽寬來選擇修正位置。

切削力對螺紋精度的影響

在切削過程中往往會發現雖然未做徑向、軸向的進給，但是反復車削時仍可以切上屑，這就是切屑力的作用。在車削較大螺距的螺紋時，切削力的作用更為明顯。這是因為切削力會隨切削面積增大相應增大的緣故。所以，在車削多線螺紋時分頭應注意：車削第一個側面時做到減小切削力和消除切削力，即車至尺寸和表面粗糙度基本達到要求時，徑、軸向不再做進刀運動，只是反復車削（空走刀）直至少切削和不切削為止。這樣做既保證了車刀在軸向和徑向的正確位置，又恢復了工件和刀具的靜止狀態，從而進一步保證和提高了工件牙型角的正確性。這時，再進行精確分頭，確定軸向位置。車削第二條螺旋槽的同一側面，只做徑向進給，車至消除切削力為止。反之，如果第一個側面車至消除切削力而第二個側面車至尺寸還在切削就退刀，雖然分頭是正確的，但測量時螺距可能會出現誤差，這就是切削力所產生的誤差。只有消除切削力所引起的誤差，才能保證尺寸、形狀、位置和表面精度，從而提高零件的整體精度。

參考文獻：

[1]彭德蔭，等.車工工藝與技能訓練[M].北京：中國勞動和社會保障出版社，2001.

[2]胡荊生.公差配合與技術測量基礎[M].北京：中國勞動和社會保障出版社，2000.

作者簡介：

史承福（1957—），男，山西陽泉人，陽泉市技工學校一級實習指導教師。

（本文責任編輯：尚傳梅）

（本欄責任編輯：張維佳）