基于技能大賽的多線螺紋車削方法探討

秦文偉

（無錫機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 無錫 214028）

現(xiàn)在職業(yè)院校的技能大賽從國(guó)賽、省賽、市賽甚至到校內(nèi)選拔賽已經(jīng)形成了一套體系。職業(yè)院校的技能大賽可以使學(xué)校接觸到與企業(yè)相關(guān)的最新技術(shù)，對(duì)學(xué)校的專業(yè)設(shè)置，人才培養(yǎng)起到不可忽視的作用；讓教師在指導(dǎo)過程中開闊眼界，可以觸摸到許多新技能新知識(shí)，提高教師的業(yè)務(wù)指導(dǎo)能力；在刻苦訓(xùn)練中培養(yǎng)了一批動(dòng)手能力精湛、學(xué)習(xí)成績(jī)一流、職業(yè)素養(yǎng)優(yōu)異的學(xué)生。在職業(yè)院校的技能大賽中，普通車工則是機(jī)械數(shù)控類專業(yè)的傳統(tǒng)比賽項(xiàng)目，在比賽內(nèi)容上多線螺紋的車削是一個(gè)必考的內(nèi)容，多線螺紋車削速度的快慢、車削精度的準(zhǔn)確與否都直接影響到比賽選手的心態(tài)和成績(jī)。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(xué)生雙線螺紋的車削速度和車削精度。

1 熟練應(yīng)用蝸桿各參數(shù)的計(jì)算公式

在車削蝸桿的過程中，蝸桿的一些主要參數(shù)如全齒高、導(dǎo)程角（螺旋升角）、齒頂寬、齒根槽寬等公式應(yīng)熟記并能熟練應(yīng)用，蝸桿的參數(shù)及計(jì)算公式見表1。

表1 蝸桿的參數(shù)及計(jì)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(shí)訓(xùn)練及比賽中一般選用的都是超硬高速鋼車刀，它的牌號(hào)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(yōu)點(diǎn)是車刀刀刃鋒利，強(qiáng)度高，在進(jìn)行強(qiáng)力切削時(shí)刀刃不會(huì)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(yīng)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(shí)，為了使車刀車削順利，前刀面應(yīng)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(zhǔn)蝸桿牙型角，蝸桿精車刀的刀尖角度應(yīng)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(duì)稱，同時(shí)最好用油石進(jìn)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(cè)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(jìn)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(jīng)常使用的分線方法。車削雙線蝸桿時(shí)，關(guān)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(xiàn)誤差，會(huì)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(zhǔn)確率。我們?cè)谟?xùn)練學(xué)生時(shí)在車削方法上讓左右切削法和分層切削法結(jié)合起來，可以讓學(xué)生進(jìn)行快速粗車并能防止車刀“扎刀”現(xiàn)象。在蝸桿分線時(shí)把小滑板分線法與百分表分線法結(jié)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(zhǔn)備工作，開始裝刀。蝸桿車刀在裝夾時(shí)一定要注意車刀刀尖要對(duì)準(zhǔn)機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)中心（采用彈性刀桿車削時(shí)，車刀刀尖的中心高度應(yīng)略高于機(jī)床的回轉(zhuǎn)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(wàn)能角度尺進(jìn)行找正裝夾，以避免蝸桿牙型角車削不正確。

2）進(jìn)行車床調(diào)整。根據(jù)圖紙要求選擇合理的進(jìn)給量、合適的轉(zhuǎn)速，車削雙線螺紋時(shí)進(jìn)給手柄應(yīng)置于“導(dǎo)程L”檔。手柄調(diào)整完成后應(yīng)對(duì)工件進(jìn)行試車削一刀，然后用游標(biāo)卡尺檢驗(yàn)齒距P和導(dǎo)程L，防止出現(xiàn)齒距誤差。

3）雙線蝸桿的粗車。按照?qǐng)D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(jié)合起來進(jìn)行車削，即中滑板每次進(jìn)給車削時(shí)，小滑板按照3∶1比例左右借刀進(jìn)行配合車削，車削至一定深度再分層車削。因?yàn)槲仐U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(shí)保護(hù)車刀，避免車刀三刃車削引起崩刀。粗車結(jié)束時(shí)，為了精車順利，槽底及兩側(cè)齒壁都應(yīng)留有余量，一般為0.1～0.2mm。接著采用百分表分線法進(jìn)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(zhǔn)法向齒厚Sn，還要保證蝸桿的齒距P和導(dǎo)程L。在車削過程中為了使蝸桿齒壁達(dá)到粗糙度要求應(yīng)利用正反車摩擦片的作用使轉(zhuǎn)速達(dá)到車削要求，而不是一味的將轉(zhuǎn)速降低，因?yàn)檗D(zhuǎn)速降低后蝸桿的車削效率也降低了。精車時(shí)，將蝸桿精車刀放入任一槽內(nèi)對(duì)刀，對(duì)刀完畢后進(jìn)行空刀車削，防止對(duì)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(cè)齒壁不能多車，應(yīng)盡量把精車余量放到另外一側(cè)齒壁，防止另外一側(cè)齒壁在精車過程中出現(xiàn)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(jìn)行對(duì)刀，對(duì)刀完成后進(jìn)中滑板精車槽底，牢記中滑板的刻度。同時(shí)小滑板順時(shí)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(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)過一齒距P，使車刀進(jìn)入Ⅱ槽。然后進(jìn)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(shí)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(shí)針借刀，使車刀碰到C面齒壁。進(jìn)中滑板至記住刻度進(jìn)行車削槽底，并繼續(xù)逆時(shí)針借刀精車C面齒壁。此時(shí)要注意小滑板的間隙，防止出現(xiàn)扎刀。在精車C面齒壁的同時(shí)，要及時(shí)測(cè)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(cè)量時(shí)是否測(cè)量在已車削的齒上，防止出現(xiàn)測(cè)量誤差。

（4）車刀退出Ⅱ槽后將小滑板逆時(shí)針轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距使車刀進(jìn)入Ⅰ槽，用（2）的方法精車A面齒壁和槽底。車削時(shí)在測(cè)量法向齒厚的同時(shí)也應(yīng)隨時(shí)測(cè)量齒距及分線精度，為了確保分線精度，應(yīng)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(yīng)進(jìn)行齒頂?shù)菇恰?/p>

4 熟練掌握蝸桿法向齒厚的測(cè)量方法

在蝸桿的車削加工過程中，應(yīng)對(duì)蝸桿齒頂寬隨時(shí)測(cè)量，以調(diào)整小滑板左右借刀的格數(shù)來確保蝸桿的正確車削。蝸桿車削結(jié)束后我們對(duì)其進(jìn)行精度檢測(cè)，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(biāo)卡尺測(cè)量；齒根圓直徑一般采用控制中滑板進(jìn)刀格數(shù)的方法予以保證。

2）用齒厚卡尺進(jìn)行蝸桿的法向齒厚測(cè)量，如圖3所示。測(cè)量時(shí)，將齒厚卡尺齒高部分的讀數(shù)值調(diào)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(shí)輕微的前后轉(zhuǎn)動(dòng)角度，使兩卡腳貼平在蝸桿齒側(cè)，前后轉(zhuǎn)動(dòng)的角度就是尺桿與蝸桿軸線間的夾角，也就是導(dǎo)程角γ。此時(shí)測(cè)量出來的數(shù)值就是蝸桿分度圓直徑上的法向齒厚Sn。

圖3 齒厚卡尺測(cè)量法向齒厚

5 熟練應(yīng)對(duì)蝸桿車削中出現(xiàn)的問題

在蝸桿的車削過程中，一般會(huì)容易發(fā)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(xiàn)的問題及解決方法，見表2。

表2 蝸桿車削容易出現(xiàn)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(xué)生平時(shí)訓(xùn)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(xùn)練學(xué)生的情況來看，一般一個(gè)模數(shù)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(xùn)練方法，但與學(xué)生的腳踏實(shí)地的訓(xùn)練是分不開的。

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