簡(jiǎn)析普通車床上多線螺紋的車削加工

荊凱

摘 要：在車床上進(jìn)行多線螺紋加工是車削中較難的一個(gè)課題。文章從螺紋車刀的正確刃磨和分線方法等入手來(lái)剖析解決車削多頭螺紋的難點(diǎn)問(wèn)題——“扎刀”和“分線不勻”，通過(guò)對(duì)機(jī)床設(shè)備的檢查調(diào)整、螺紋車刀的改進(jìn)及正確安裝、關(guān)鍵的多線螺紋切削加工操作方法注意事項(xiàng)，使同學(xué)們不僅能有效保證多線螺紋的加工精度和加工工件的質(zhì)量，而且在加工效率方面也能有很大的提高，為職業(yè)院校的數(shù)控加工實(shí)習(xí)提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：多線螺紋；導(dǎo)程；分線；扎刀

中圖分類號(hào)：TG51；TG62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）12-0086-02

多線螺紋的加工不僅是中級(jí)車工技能鑒定經(jīng)?？己说膬?nèi)容，尤其是對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)床來(lái)說(shuō)，也是車工實(shí)操訓(xùn)練中難度較大的實(shí)習(xí)課題。實(shí)習(xí)中在車削過(guò)程時(shí)要保證多線螺紋的尺寸精度和形狀精度，同時(shí)保證幾條螺紋的相互位置精度，還要保證表面粗糙度等表面質(zhì)量。多線螺紋的導(dǎo)程角較大，牙型深，切削層面積大，所以加工時(shí)常常會(huì)出現(xiàn)“扎刀”現(xiàn)象；又因?yàn)椴僮髡邆€(gè)人的技術(shù)水平問(wèn)題，會(huì)使其在加工中出現(xiàn)“分線”不勻現(xiàn)象。如果螺紋分線時(shí)出現(xiàn)超差，就會(huì)直接影響到內(nèi)外螺紋之間的配合性能，輕則增加過(guò)度磨損，影響零件壽命；嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成無(wú)法安裝，產(chǎn)品報(bào)廢。下面就從這幾個(gè)方面淺談一下典型的多線螺紋的車削加工。

1 多線螺紋的概述

1.1 螺紋的定義

在機(jī)械加工中，螺紋是在一根圓柱形的軸上（或內(nèi)孔表面）用刀具或砂輪切成的，此時(shí)工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具沿著工件軸向移動(dòng)一定的距離，刀具在工件上切出的痕跡就是螺紋。在現(xiàn)在的很多機(jī)械產(chǎn)品中，螺紋是應(yīng)用最為廣泛的，其中三角螺紋主要起聯(lián)接作用；矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋主要起傳動(dòng)作用，螺紋還有改變運(yùn)動(dòng)形式的作用。螺紋按螺旋線方向分為左旋的和右旋的兩種，一般用右旋螺紋。按螺旋線的數(shù)量分為單線螺紋、雙線螺紋及多線螺紋。按使用場(chǎng)合和功能不同，可分為緊固螺紋、管螺紋、傳動(dòng)螺紋、專用螺紋等。螺旋線在軸向等距分布時(shí)稱之為多線螺紋。切削加工精度難掌握，屬于難度中等偏上加工件。

1.2 多線螺紋的技術(shù)要求

多線螺紋的技術(shù)要求有：

①多線螺紋的螺距必須相等。

②多線螺紋的小徑必須相等。

③多線螺紋的牙型角必須相等。

1.3 影響多線螺紋切削加工精度的主要因素

影響多線螺紋切削加工精度的主要因素有以下幾方面。

1.3.1 設(shè)備方面

由于多線螺紋工件技術(shù)要求較高，螺旋升角大，刀具與工件的切削接觸面寬，切削抗力大，工件剛性差。因此，往往由于機(jī)床設(shè)備本身沒(méi)有達(dá)到使用要求而使螺紋切削失敗，或是尺寸精度、位置精度或表面精度達(dá)不到要求，使得工件報(bào)廢。在操作加工中，變換手柄位置及調(diào)整掛輪，可以有效提高螺紋的合格率。另外，粗精車采用一夾一頂?shù)难b夾方法，進(jìn)行工件車削時(shí)盡可能縮短裝夾長(zhǎng)度，在保證加工精度的同時(shí)，盡可能提高工件的剛性。調(diào)整尾座，使頂尖中心與主軸中心線保持一致。檢查中、小拖板的刻度盤刻痕是否清淅，進(jìn)格數(shù)對(duì)應(yīng)的進(jìn)給量應(yīng)準(zhǔn)確無(wú)誤。

1.3.2 刀具方面

鑒于多線螺紋導(dǎo)程大，刀具的工作角度會(huì)發(fā)生很大變化，切削過(guò)程不平穩(wěn)，尺寸精度和形狀位置公差達(dá)不到合格標(biāo)準(zhǔn)，切削加工時(shí)間延長(zhǎng)，效率降低。俗話說(shuō)：磨刀不誤砍柴工。車刀刃磨的好壞，不僅直接影響加工工件質(zhì)量，而且也決定著生產(chǎn)效率的高低，它是保證加工質(zhì)量的首要條件，是一個(gè)前提。螺紋車刀左右切削刃必須是直線。對(duì)于蝸桿車刀幾何參數(shù)選擇，主要根據(jù)工件的材料和刀具材料來(lái)考慮。在安裝刀具時(shí)，采用水平裝刀方法，刀尖必須對(duì)準(zhǔn)工件軸心，刀尖角的中心線與工件軸心線相垂直。刀頭不歪斜，牙型半角相等，刀尖靠近進(jìn)刀一側(cè)，目的是加工時(shí)退刀安全。

1.3.3 操作方法

切削加工操作方法不當(dāng)或切削步驟混亂，將嚴(yán)重影響多線螺紋的分線精度、尺寸精度、表面質(zhì)量、形狀和位置精度及其他精度，導(dǎo)致效率降低，工件切削加工不合格。若螺紋分線出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致車削時(shí)多線螺紋的螺距會(huì)不相等，所以必須加強(qiáng)加工操作時(shí)的手動(dòng)控制。為保證多線螺紋的加工精度，將切削加工分為粗車、精車兩個(gè)工序進(jìn)行。切削過(guò)程中需加注充分的冷卻液，最重要的是切削操作順序及操作方法。車削時(shí)，采用合理正確的粗精車方法，是保證工件加工質(zhì)量和提高加工效率的重要手段和有效措施。嚴(yán)格按照上述方法，不僅能保證多線螺紋的加工精度和表面質(zhì)量，并且能夠提高螺紋切削效率，縮短切削加工時(shí)間，而且操作簡(jiǎn)單、易學(xué)，適合高職高專院校學(xué)生采用。

2 多線螺紋加工中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題及改進(jìn)措施

2.1 分線不準(zhǔn)

①采用直進(jìn)法車削小直徑多線螺紋，這樣可以避免分線不準(zhǔn)的情況發(fā)生。對(duì)于大直徑的多線螺紋，必須采用左右車削法車削。那么手動(dòng)操作時(shí)就要注意提高分線精度，協(xié)調(diào)好加工順序，把握好進(jìn)給方向和水平等位置。

②中途改變了車刀徑向或軸向位置。注意重新對(duì)刀，確定好加工順序，做到粗精分開(kāi)，工藝工序明確。

③多線螺紋裝夾不牢固。此時(shí)，切削力過(guò)大會(huì)造成螺紋的松動(dòng)，有安全隱患。

2.2 扎刀及改進(jìn)

2.2.1 扎刀

在車削操作訓(xùn)練過(guò)程中，扎刀是經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，在出現(xiàn)扎刀問(wèn)題后，有的同學(xué)就會(huì)產(chǎn)生害怕的心理，因而每次進(jìn)刀都很小心，切削深度較少，走刀次數(shù)增多，致使切削多線螺紋蝸桿的效率降低，甚至屢次出現(xiàn)扎刀現(xiàn)象，造成了“越扎越怕”的心理。為什么會(huì)這樣呢？因?yàn)闆](méi)有掌握好產(chǎn)生扎刀的原因和解決辦法，腦中比較機(jī)械茫然。因此，在車削出現(xiàn)扎刀問(wèn)題后，要根據(jù)實(shí)際具體情況，及時(shí)分析并找出產(chǎn)生扎刀的原因，從而采取有效的方法加以解決。

2.2.2 扎刀的原因

扎刀具體的原因有：車床中滑板、小滑板的間隙沒(méi)有調(diào)整適當(dāng)；安裝車刀時(shí)刀桿伸出過(guò)長(zhǎng)或刀桿剛性不足；車刀刀尖低于工件中心；工件剛性不足；車刀不夠鋒利；車刀正前角過(guò)大，造成徑向切削力把車刀拉向工件造成“扎刀”；操作方法不當(dāng)，車刀三個(gè)刃同時(shí)受力。

2.2.3 改進(jìn)措施

預(yù)防和解決“扎刀“問(wèn)題產(chǎn)生的方法：粗車前，要適當(dāng)調(diào)整好車床滑板間隙；車刀的伸出長(zhǎng)度盡量短一些，刀桿盡量粗些；安裝車刀刀尖等高于工件中心；合理安排工序保證工件裝夾剛性；車刀幾何參數(shù)選好，保持鋒利；操作方法要正確，采用左右車削法，避免三個(gè)刃同時(shí)切削。

2.3 克服小滑板行程不足或由于小滑板伸出過(guò)長(zhǎng)造成小

滑板切削強(qiáng)度不足的方法

加工多線螺紋時(shí)，當(dāng)一條螺旋槽加工完后車刀軸向移動(dòng)一個(gè)所需的螺距P，加上小滑板軸向移動(dòng)量等于螺距的方法。

2.4 正確安裝螺紋車刀

螺紋車刀的裝夾會(huì)影響工件的牙型和牙型角。一般情況下，螺紋車刀的刀尖角等于牙型角。正確安裝螺紋車刀，要求左右切削刃組成的平面要和工件軸線等高；刀尖的對(duì)稱中心線應(yīng)垂直于螺紋軸線，有些情況下，允許刀尖稍高于工件軸線；螺紋車刀伸出刀架長(zhǎng)度要適中，過(guò)長(zhǎng)影響刀桿剛性，過(guò)短影響切削運(yùn)行軌跡。在加工過(guò)程中，螺紋車刀安裝錯(cuò)誤會(huì)使螺紋牙形不一致，影響表面粗糙度和形位公差；其次更容易造成扎刀現(xiàn)象。綜上，要正確安裝螺紋車刀需做到：安裝前保證刀桿及刀片定位面清潔，無(wú)損傷；將刀桿安裝在刀架上時(shí)，應(yīng)保證刀桿方向正確；安裝刀具時(shí)需注意使刀尖等高于主軸的回轉(zhuǎn)中心。

3 車削螺紋時(shí)的注意事項(xiàng)

①螺紋加工的進(jìn)刀量應(yīng)不斷減少，具體進(jìn)刀量根據(jù)刀具及工件材料進(jìn)行選擇。螺紋加工完成后可以通過(guò)觀察螺紋牙型判斷螺紋質(zhì)量及時(shí)采取措施。同時(shí)，要選擇適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速和進(jìn)刀量，選擇合理的冷卻潤(rùn)滑液。

②多線螺紋的導(dǎo)程大，車削時(shí)走刀速度快，要注意防止撞車。

③采用圓周分線法車削多線螺紋時(shí)，小溜板刻度盤起始刻度應(yīng)相同。當(dāng)采用小滑板時(shí)，注意與車床主軸軸線平行。

④對(duì)于一般標(biāo)準(zhǔn)螺紋，都采用螺紋環(huán)規(guī)或塞規(guī)來(lái)測(cè)量。在測(cè)量外螺紋時(shí)，如果螺紋“過(guò)端”環(huán)規(guī)（通規(guī)）正好旋進(jìn)，而“止端”環(huán)規(guī)（止規(guī)）旋不進(jìn)，則說(shuō)明所加工的螺紋符合要求，反之就不合格。測(cè)量?jī)?nèi)螺紋時(shí)，采用螺紋塞規(guī)，以相同的方法進(jìn)行測(cè)量。

⑤由于多線螺紋的螺紋升角（多頭蝸桿的導(dǎo)程角）大，車刀兩側(cè)后角要相應(yīng)增減。刀具有合理的修光刃光潔度會(huì)更好。

⑥數(shù)車車螺紋比普車光潔度好。所以在設(shè)備等條件允許的情形下，盡量采用數(shù)控加工螺紋。

⑦先鉆孔后加工螺紋孔時(shí)，盡量避免螺紋孔彎曲和傾斜，避免螺紋牙型不完整和歪斜。當(dāng)螺距不能被整除，則只能用反正車的方法。

⑧選擇所需加工螺紋底孔的鉆頭或擴(kuò)孔鉆頭。鉆頭的切削刃要鋒利，刃帶要光滑，不得有毛刺和磨損等，避免底孔刮傷或產(chǎn)生錐度等缺陷。

總之，加工普通車床上加工螺紋時(shí)，要注意中徑不正確，所以加工時(shí)要注意經(jīng)常測(cè)量；注意螺距不正確，要調(diào)整好主軸和絲杠的軸向串動(dòng)量和開(kāi)合螺母間隙；牙型不正確，所以要正確刃磨和測(cè)量車刀角度；必須選擇合理的切削用量，控制尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面質(zhì)量和表面粗造度等。

4 結(jié) 語(yǔ)

在普通車床上進(jìn)行多線螺紋的加工是目前較難的加工方法之一，除此之外，在數(shù)控車床上加工多線螺紋也是常用的加工方法之一，同時(shí)也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。而普通車床上加工多線螺紋，更要求操作者具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和熟練的技能。通過(guò)簡(jiǎn)單介紹對(duì)機(jī)床設(shè)備的檢查調(diào)整、螺紋車刀的正確安裝、多線螺紋切削加工中的注意事項(xiàng)。在高職高專院校中，普遍存在教師和學(xué)生對(duì)多線螺紋車削加工感到頭痛的問(wèn)題，好多的同學(xué)在實(shí)習(xí)時(shí)無(wú)所適從，不敢操作。加之生產(chǎn)效率低下，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高等，在此也提出學(xué)院積極吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，探討用數(shù)控機(jī)床加工多線螺紋和應(yīng)用宏程序高速切削多線螺紋的新方法和新技巧。

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