淺談車工實訓(xùn)教學(xué)中梯形螺紋的車削

【摘 要】梯形螺紋的車削不管是在生產(chǎn)實踐中，還是在技能訓(xùn)練模塊中，是非常重要的。本文就梯形螺紋車削過程中車刀的刃磨要求、工件的裝夾、車刀的裝夾和機床的調(diào)整以及車削時如何利用梯形螺紋的計算公式從數(shù)學(xué)方面來保證粗加工余量的快速去除和精加工余量的有效預(yù)留，如何使用三針測量法。從而達到高效、穩(wěn)定地車削梯形螺紋。

【關(guān)鍵詞】梯形螺紋；分成切削法； 螺紋升角；向左趕刀

梯形螺紋的工件不僅廣泛的被用在各種機床上，其螺距和牙型都大，而且精度高，牙型兩側(cè)面表面粗糙度值較小，致使梯形螺紋車削時，吃刀深，走刀快，切削余量大，切削抗力大。這就導(dǎo)致了梯形螺紋的車削加工難度較大，學(xué)生在車工技能培訓(xùn)中難于掌握，容易產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象，進而使學(xué)生對此產(chǎn)生緊張和畏懼的心理，很多操作者都是因為無法快速的去除粗加工余量和將精加工余量留得過多或過少，導(dǎo)致加工速度太慢或?qū)⒐ぜ髲U。在多年的車工實習(xí)教學(xué)中，通過不斷的摸索、總結(jié)、完善，對于梯形螺紋的車削也有了一定的認(rèn)知，在此談?wù)劮謱榆囅鞣ㄜ囅魈菪温菁y時的心得體會。

一、車梯形螺紋的工藝準(zhǔn)備

1、梯形螺紋的各部分尺寸計算：（以Tr42×6-7h螺紋為例）如下圖①：

梯形螺紋的軸向剖面形狀是一個等腰梯形，如何使車刀沿這個等腰梯形的腰向下延伸，形成一個15°的角呢？在這里就要運用三角函數(shù)算一個進刀比。如車刀直進1mm，車刀向左進多少才能形成一個15°的角，利用三角函數(shù)tg15°=0.268，進刀比為1： 0.268，但是這個進刀比有小數(shù)，不是整數(shù)，在實際的操作中不方便，為了在實際的操作中方便簡單，我們最好找一個整數(shù)比，計算一下可知11： 3和1： 0.268接近，可以用它來做進刀比。

2、車刀的選擇、刃磨：車刀選用14×14高速鋼材料，粗車刀刃磨時，為了便于左右切削并留有精車余量，兩側(cè)切削刃之間的夾角應(yīng)小于牙型角30°，小30′左右。刀頭寬度小于牙槽底寬W（W=1.93），刀頭寬度取1. 2mm左右。為了使車刀兩條側(cè)切削刃鋒利且受力、受熱均衡，將前刀面磨成左高右低、前翹的形狀，使縱向前角10°-15°、右后角?。?°-5°）+ Ψ、左后角取（3°-5°）-Ψ、Ψ為螺紋升角；精車刀刀頭寬度取1. 5mm左右，縱向前角0°-5°，后角均可略取大些。為保證牙型角正確，兩側(cè)切削刃之間的夾角略大于牙型角，刀頭寬度仍可略小于牙槽底寬，略比粗車時寬一些 ，取1.5mm，以利于螺紋底面和兩側(cè)面的加工，并保證兩側(cè)面的表面粗糙度達到要求。

3、車床的選擇和調(diào)整：選擇精度高、磨損少的車床，正確調(diào)整機床各處間隙，對床鞍、中小滑板的配合部分進行檢查和調(diào)整、注意控制機床主軸的軸向竄動、徑向圓跳動以及絲杠軸向竄動。

4、工件的裝夾：為了提高效率，大余量地車削梯形螺紋，在滿足工件技術(shù)要求前提下，一般粗、精車都用一夾一頂裝夾，個別對中徑跳動要求高，不適合一夾一頂加工的工件，也應(yīng)粗車選擇一夾一頂裝夾，精車時用兩頂尖裝夾來保證工件的技術(shù)要求。裝夾工件的時候卡盤一定要夾緊，防止產(chǎn)生切削力大于工件夾緊力的情況。

5、車刀的裝夾：車刀主切削刃必須與工件軸線等高，同時應(yīng)和工件軸線平行。刀頭的角平分線要垂直與工件的軸線。用樣板找正裝夾，以免產(chǎn)生螺紋半角誤差。

二、梯形螺紋的車削方法

學(xué)生練習(xí)車P=6的梯形螺紋，采用的是分層車削法?，F(xiàn)以車Tr42×6-7h螺紋來介紹我是如何指導(dǎo)學(xué)生用分層車削法車削梯形螺紋的。

1、螺紋大徑（略小0.15左右）和兩端倒角（2×15°）車好，然后將梯形螺紋粗車刀對到工件外圓上，將中滑板調(diào)至零位，同時小滑板朝前進方向消除間隙后對零。此舉目的是方便學(xué)生記住刻度，不易出錯。

2、粗車螺紋：螺紋車刀剛切入工件，總切削面積不大，可以選擇較大些的切削深度，車床轉(zhuǎn)速可選擇70r/min， 如Tr42×6的螺紋，螺紋牙型高度h3=0.5P+ac ，ac為間隙量取0.5mm，牙高h3=0.5P+ac=0.5×6+0.5=3.5mm；我把它分成四層進行，第一到三層先進行直進法車四刀，進刀量分別是10格6 格4格2格，然后我選擇全部向左借刀，每刀小滑板轉(zhuǎn)6格，這樣可避免小滑板空程影響而出現(xiàn)扎刀現(xiàn)象，這是關(guān)鍵。

具體進刀和借刀方法見表1。

第四層只兩刀，經(jīng)過四層26刀車削螺紋共車深3.5mm，可算粗車完成。

3、精車螺紋：換上螺紋精車刀，將它在螺紋大徑上對刀，并將中滑板刻度盤對零。由于精車刀刀頭寬度仍小于牙槽底寬，故精車刀可落到槽底，目測使精車刀處于槽中間，看此時刻度盤值，然后以每次進刀0.1～0.2mm，將總進刀深度車至3.5～3.7mm（因應(yīng)車深度為牙高3.5mm，大徑小徑偏差0～0.419mm，二者之和3.5+（0～0.419/2）=（3.5-3.7）mm），而粗車時已車切削深度3.5mm，故實際只需進刀0.1～0.2mm。當(dāng)牙底車平后，又向右側(cè)趕刀，每次0.1～0.05mm，至將右側(cè)面全部車起、車平，然后以低速進0.02mm或走空刀（中、小滑板均不進刀），將右側(cè)車至光潔度達到要求，再將螺紋刀直接進至左邊側(cè)面，每車一刀就用游標(biāo)卡尺量一量牙頂寬，當(dāng)牙頂寬接近2.2mm時，再用三針測量其M值。當(dāng)M值合格時，螺紋中徑即合格。

4、螺紋測量：三針測量法是測量外螺紋中經(jīng)的一種比較精密的方法。適用于測量一些精度要求較高、螺紋升角小于4?的螺紋工件。測量時把三根直徑相等的量針放在螺紋相對應(yīng)的螺旋槽中，用千分尺量出兩邊量針頂點之間的距離M，如下圖②。

例：車Tr42×6-7h梯形螺紋，用三針測量螺紋中徑，求量針直徑和千分尺讀數(shù)值M？

量針直徑dD=0.518 P≈3.1mm

千分尺讀數(shù)值 M=d2+4.864 dD-1.866 P

=39+4.864×3.1-1.866×6

=39+15.08-11.20

=42.88mm

測量時應(yīng)考慮公差，則M=42.88-0.118～ 42.88-0.453為合格。

M值應(yīng)在42.427～42.762的范圍內(nèi)。

三針測量法采用的量針一般是專門制造的，在實際應(yīng)用中，有時也用優(yōu)質(zhì)鋼絲或新鉆頭的柄部來代替，但與計算出的量針直徑尺寸往往不相符合，這就需要認(rèn)真選擇。要求所代用的鋼絲或鉆柄直徑尺寸，最大不能在放入螺旋槽時被頂在螺紋牙尖上，最小不能放入螺旋槽時和牙底相碰。

5、至此梯形螺紋加工完畢。在整個加工過程中，粗加工用26刀，約需時間15分鐘左右，精加工8～12刀左右。同樣約需15分鐘（包含測量的時間），而且由于每次車削參加切削的刃不太長，所受的切削力不太大，故切削過程平穩(wěn)，不會出現(xiàn)扎刀的現(xiàn)象，更不會打刀。從而保證車梯形螺紋的快速和穩(wěn)定。

總之，在實踐教學(xué)中，“分層切削法”這種易懂、易掌握的車削梯形螺紋方法，得到了充分地肯定和好評。教師能夠較形象、較直觀地把車削方法講解和傳授給學(xué)生，學(xué)生普遍也能夠較快、較容易地理解和掌握這種車削方法，大大降低了梯形螺紋車削這一課題的教學(xué)難度和強度。但在生產(chǎn)實踐中梯形螺紋的車削是相當(dāng)復(fù)雜的，車削過程中不可僅僅應(yīng)用一種方法去車削，而應(yīng)融會貫通，因此學(xué)生只有掌握和熟練了各種車削方法，才能在車削過程中靈活運用，高效率、高精度、高品質(zhì)地完成梯形螺紋車削。

參考文獻：

[1]車工工藝與技能訓(xùn)練，南開大學(xué)出版社，2012.06.

[2]機械切削工技能，機械工業(yè)出版社，2004.7.

作者簡介：

李正清（1957.2-），男 ，莆田涵江人，大學(xué)本科，高級講師。