再論梯形螺紋的加工方法

劉林林

（宿遷澤達(dá)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 宿遷 223800）

在機(jī)械制造領(lǐng)域中，梯形螺紋的功能在于傳遞動(dòng)力，因此大多數(shù)設(shè)備都運(yùn)用梯形螺紋，應(yīng)用比較廣泛。舉例來講，當(dāng)前車床中長絲杠、中小滑板絲桿等都是運(yùn)用梯形螺紋，其具有工作長度較長、對(duì)精度要求高的特征，因此，在進(jìn)行車削時(shí)相比以往所用的普通三角形螺紋更具困難度。為此，本文基于梯形螺紋，詳細(xì)探討其加工方法。

1 梯形螺紋加工準(zhǔn)備工作

在正式進(jìn)行梯形螺紋加工作業(yè)前，應(yīng)根據(jù)加工要求做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，關(guān)于車刀方面的準(zhǔn)備工作主要有以下幾方面內(nèi)容：車刀材料、刀具刃磨等。下文對(duì)車刀準(zhǔn)備工作具體分析。

1.1 車刀材料

從根本上來講，對(duì)于梯形螺紋加工過程中所選擇的車刀材料是否科學(xué)合理，對(duì)最終車削作業(yè)效率以及螺紋加工質(zhì)量而言有非常大的影響，就當(dāng)前進(jìn)行梯形螺紋所使用的車刀材料，主要有以下兩種：（1）高速鋼車刀，其具有刃磨作業(yè)相對(duì)方便，刃口處比較風(fēng)力，在使用過程中，具有韌性良好，刀尖處不容易發(fā)生崩裂問題，最終加工出來的螺紋表面粗糙度相對(duì)比較小，但該材料也有一定的缺陷之處，主要體現(xiàn)在其耐熱性比較差，因此，這種車刀材料通常用于低速車削螺紋加工作業(yè)中；（2）硬質(zhì)合金車刀，該種類型車刀材料具有硬度比較高、耐熱性良好的應(yīng)用優(yōu)勢，缺陷在于韌性比較差，因此，這種車刀材料通常用于加工高速車削螺紋。

1.2 車刀刃磨

（1）兩側(cè)后刃角，在對(duì)梯形螺紋車刀進(jìn)行刃磨處理作業(yè)時(shí)，如果對(duì)其采取一般外圓車刀的方式開展刃磨琢磨，就會(huì)導(dǎo)致車刀在實(shí)際進(jìn)行車削作業(yè)時(shí)無法順利切入相關(guān)加工工件，對(duì)于順走刀方向的梯形螺紋加工而言，在其牙型側(cè)面相應(yīng)位置出現(xiàn)非常嚴(yán)重的摩擦傷痕，對(duì)之后工件的正常車削作業(yè)帶來一定影響；若后角刃磨程度比較大，就會(huì)對(duì)之后的梯形螺紋車刀強(qiáng)度造成一定的降低性影響，在進(jìn)行切削作業(yè)時(shí)，很容易出現(xiàn)磨損問題，同時(shí)也會(huì)發(fā)生震動(dòng)情況。（2）前角，在進(jìn)行梯形螺紋車削過程中，車刀前角處會(huì)對(duì)梯形螺紋牙形角產(chǎn)生一定的加工影響，具體來講，前角度數(shù)越大的情況下，就會(huì)導(dǎo)致梯形螺紋牙形角的誤差隨之增大，基于此，要想切實(shí)保證在進(jìn)行梯形螺紋切削過程中牙形角的準(zhǔn)確度，就需要結(jié)合車削實(shí)際對(duì)牙形角進(jìn)行相應(yīng)的修正處理。舉例來講，進(jìn)行梯形螺紋車削過程中，粗車削時(shí)其縱向前角可設(shè)為5～15°，對(duì)于牙形角可設(shè)為29°30’，但是，在進(jìn)行精細(xì)車削作業(yè)時(shí)，其縱向前角為0°，對(duì)于牙形角要求應(yīng)是30°。

1.3 安裝車刀

要想確保進(jìn)行梯形螺紋加工作業(yè)時(shí)的車削精度，其關(guān)鍵因素就在于車刀安裝是否準(zhǔn)確。因此若車刀安裝存在偏差情況，即便梯形螺紋加工所使用的車大道具角度符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，但完成加工后，梯形螺紋牙形角也會(huì)因車刀安裝偏差問題而產(chǎn)生一定的偏差。這就要求我們?cè)谶M(jìn)行車刀安裝過程中，應(yīng)遵循以下基本技術(shù)要求：（1）在進(jìn)行螺紋刀安裝過程中，其主要切削刃工件旋轉(zhuǎn)中心處于等高狀態(tài)（借助彈性刀桿時(shí)，應(yīng)比軸線高度高出大約0.2mm 左右）；（2）切削刀具的刀尖角平分線應(yīng)與工件軸線兩者處于垂直狀態(tài)，借助角度板對(duì)裝夾進(jìn)行矯正，以此避免因此導(dǎo)致螺紋半角出現(xiàn)誤差；（3）對(duì)于螺紋刀桿伸出長度，不得過長，應(yīng)結(jié)合加工實(shí)際決定伸出長度，以此避免因此發(fā)生震動(dòng)問題。

2 梯形螺紋車削方法選擇

2.1 高速鋼車刀低速車削

關(guān)于高速鋼材料刀具進(jìn)行梯形螺紋低速車削加工作業(yè)，主要有以下幾種類型。

（1）直進(jìn)切削法，具體來講，就是在進(jìn)行梯形螺紋車削過程中，其車刀左側(cè)刀刃和右側(cè)刀刃共同進(jìn)行加削，每次進(jìn)行深入吃刀時(shí)，只能從中間部分的滑板采取橫向進(jìn)給的方式進(jìn)行，直至完成梯形螺紋工件車削加工。這種車削方法具有操作上比較簡單方便，能夠確保提醒螺紋加工后的牙形清楚，能夠有效降低其在車削過程中的牙形誤差，但因這種車削方法其車刀兩側(cè)刀刃同時(shí)進(jìn)行切削加工，所以在排屑上存在一定困難度，與此同時(shí)，車刀承受的切削力也會(huì)隨之增長，這種切削方法具有車刀受力、受熱相對(duì)嚴(yán)重，切削過程中刀具磨損情況比較嚴(yán)重，進(jìn)刀量相對(duì)比較大，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)“扎刀”情況。

（2）左右切削法，具體指的是進(jìn)行梯形螺紋切削過程中，車刀兩側(cè)只有一側(cè)刀刃在進(jìn)行切削作業(yè)，在進(jìn)行深入吃刀時(shí)，由中間滑板采取橫向進(jìn)給的方式促使左右進(jìn)給互相配合，其具有排屑簡單，其刀尖在受力、受熱方面存在的問題也隨之得到改進(jìn)，在加工過程中不容易發(fā)生“扎刀”情況。

（3）車直槽法，采用這種方法進(jìn)行梯形螺紋切削過程中，通常選擇的刀頭寬度要比牙槽底寬小的矩形螺紋車刀進(jìn)行加工，通過橫向直進(jìn)的方式進(jìn)行螺紋粗車，將車削至小徑尺寸（要求切削后每條邊至少留有余量0.1～0.3mm），然后采用精車刀進(jìn)行修整處理。從整體上來講，這種切削法具有方便、簡單的應(yīng)用優(yōu)勢，如果進(jìn)行螺距比較大的梯形螺紋切削時(shí)，會(huì)因刀頭狹長、強(qiáng)度不夠的原因?qū)е碌毒哒蹟唷?/p>

（4）車階梯槽法，通過這種方法能夠有效降低因“直槽法”車削對(duì)刀頭造成的損壞影響。具體來講，通過矩形螺紋車刀進(jìn)行車槽，將其分為多刀進(jìn)行階梯槽切削作業(yè)，然后，使用精車道將其修至規(guī)定尺寸要求，通過這種方式，具有排屑順利，切削方法簡單的優(yōu)勢，但在換刀上存在對(duì)準(zhǔn)螺旋直槽困難的情況，無法切實(shí)保證牙型的準(zhǔn)確度，可能會(huì)引發(fā)倒牙情況。

（5）分層法，所謂分層法梯形螺紋加工車削，簡單來講，就是將上述直進(jìn)法和左右切削法兩者結(jié)合起來進(jìn)行車削加工，在進(jìn)行螺距相對(duì)比較大的梯形螺紋加工過程中，分層法不是一次完成梯形槽切削加工，而是將牙槽分為多層（每層尺寸深度約為1～2mm），然后，將其轉(zhuǎn)為多個(gè)比較淺淺的梯形槽進(jìn)行切削加工，通過這種方式使得車削困難度依次降低，對(duì)于每層切削都采取先直進(jìn)法再左右切削法進(jìn)行，在整個(gè)切削過程中，因左右切削過程中槽深不發(fā)生變化，因此，對(duì)于刀具要求只需要做向左或右的縱向進(jìn)給即可，這種方式與上述左右切削法相比更為簡單，易操作。

2.2 硬質(zhì)合金車刀高速車削

采用這種方法進(jìn)行梯形螺紋加工過程中，為有效避免切屑拉毛牙形側(cè)面，無法使用左右切削法進(jìn)行加工作業(yè)，只能選擇直進(jìn)法。在進(jìn)行螺距比較大的梯形螺紋車削過程中（螺距在8mm 以上情況下），為避免因切削力超出原本能夠承受的力量以及齒部發(fā)生變形，最好的方式就是運(yùn)用三把刀采取以此車削的方式進(jìn)行加工。具體來講，首先采用粗車的方式將梯形螺紋加工成型，之后采用車槽刀車牙底至尺寸要求，最后，運(yùn)用精車刀對(duì)兩側(cè)牙形進(jìn)行尺寸精車。

3 梯形螺紋切削用量

（1）在進(jìn)行梯形螺紋加工過程中，所選擇的切削方法因加工流程的不同，其車削用量也因此有一定的差別，在粗車過程中，為在最快時(shí)間內(nèi)將工件多余部分切削掉，對(duì)此可選擇比較大的切削用量；在精車過程中，為確保梯形螺紋切削精度以及表面粗糙度符合加工要求，這就需要選擇比較小的切削用量，舉例來講，可通過使用刀頭寬度比槽底寬度要小的切槽刀進(jìn)行粗車加工，每條邊留有余量大約在0.25～0.35mm 左右；對(duì)于梯形螺紋加工車刀，主要選擇左右切削法對(duì)兩側(cè)面進(jìn)行車削加工，要求每條邊留有余量0.1～0.2mm進(jìn)行精車加工。（2）在進(jìn)行梯形螺紋加工過程中，還可就切削工件材料的不同來確定其切削用量，在進(jìn)行脆性特征的梯形螺紋工件車削加工時(shí)，例如，鑄鐵、銅等，因這類材料本身具有的脆性特征，使得其中含有的雜質(zhì)、氣孔等相對(duì)比較多，這也就為車刀切削加工作業(yè)帶來了一定難度。

4 結(jié)語

綜上所述，本文分別從梯形螺紋加工準(zhǔn)備工作、梯形螺紋車削方法選擇、梯形螺紋切削用量三個(gè)角度來探討梯形螺紋的加工方法，以此為基礎(chǔ)提出適合梯形螺紋車削中對(duì)刀具的技術(shù)要求，分析切削方法在梯形螺紋加工中的應(yīng)用可行性，旨在以此為機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支持，使其能夠更好地滿足當(dāng)今社會(huì)發(fā)展對(duì)生產(chǎn)方面提出的需求。