任健強(qiáng)

摘 要：通常在普通車床上車削梯形螺紋的方法有直進(jìn)法和左右借刀法。直進(jìn)法三面切削，阻力大，易扎刀和崩刀，不好車削，高速鋼車刀低速車削很少使用。低速車削梯形螺紋最常用的方法是左右借刀法。傳統(tǒng)的左右借刀法車削比較隨意，分層不標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)刀格數(shù)不規(guī)范，刀寬不合理，容易造成車削不穩(wěn)定、尺寸控制不準(zhǔn)確、精加工余量不夠、破壞牙型、扎刀或崩刀的現(xiàn)象。改進(jìn)后的左右借刀法，規(guī)范了刀寬和分層次數(shù)及進(jìn)給格數(shù)，使車削更穩(wěn)定，扎刀崩刀現(xiàn)象更少，尺寸更容易控制準(zhǔn)確，牙型不易破壞，且效率高，質(zhì)量容易保證，學(xué)生也容易掌握。改良后的內(nèi)梯形螺紋刀具車削更穩(wěn)定，車削質(zhì)量更容易得到保證。筆者在生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)的實(shí)踐中，總結(jié)改良了車削梯形螺紋最常用的左右借刀法及車削中起重要作用的刀具，并在文章以下內(nèi)容淺談改進(jìn)方法，以方便初學(xué)者加工使用。

關(guān)鍵詞：梯形螺紋；左右借刀法；低速車削；刀具

1 常用梯形螺紋的加工方法

我國(guó)采用的是公制梯形螺紋，（牙型是梯形，牙型角為30°）。公制梯形螺紋，屬于標(biāo)準(zhǔn)螺紋（GB784-65），其外徑和螺距等基本尺寸，可以從機(jī)械手冊(cè)中查出。公制梯形螺紋各部分尺寸的計(jì)算公式如表1：

梯形螺紋常用的加工方法有高速切削法和低速切削法兩種，這里主要介紹低速車削的方法，以45號(hào)鋼為材料，用高速鋼進(jìn)行低速加工，常用的方法如下：

1.1 直進(jìn)法

車刀直接橫向進(jìn)給車削，如圖1所示。車削螺紋時(shí)，只利用中拖板進(jìn)行橫向進(jìn)刀，在幾次行程中完成螺紋車削。這種方法雖可以獲得比較正確的齒形，操作也很簡(jiǎn)單，但由于刀具三個(gè)切削刃同時(shí)參加切削，振動(dòng)比較大，牙側(cè)容易拉出毛刺，不易得到較好的表面品質(zhì)，并容易產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象，因此，它只適用于螺距較小的梯形螺紋車削。

1.2 左右切削法

左右切削法車削梯形螺紋時(shí)，除了用中滑板刻度控制車刀的橫向進(jìn)刀外，同時(shí)還利用小滑板的刻度控制車刀的左右微量進(jìn)給，直到牙形全部車好，如圖2所示。用左右切削法車螺紋時(shí)，由于是車刀兩個(gè)主切削刃中的一個(gè)在進(jìn)行單面切削，避免了三刃同時(shí)切削，所以不容易產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象。

其余的方法還有切直槽法和切階梯槽法，主要是用切槽刀先在牙中心切入，再用螺紋車刀車削成型，這里就不詳細(xì)介紹了。

2 梯形螺紋左右切削加工方法的改良

從常用的螺紋加工方法上，我們不難發(fā)現(xiàn)，或多或少存在著一些需要改進(jìn)的地方，例如，在使用直進(jìn)法時(shí)，三面切削，難排屑，易扎刀和表面粗糙度難保證，左右切削法是一到兩個(gè)切削刃進(jìn)行切削，可以有效減少扎刀現(xiàn)象，提高車削穩(wěn)定性，所以本文主要是研究左右切削法的加工方法。傳統(tǒng)的左右切削法，車刀刀頭一般磨成與牙底同寬或小于牙底的寬度，無相對(duì)準(zhǔn)確固定的標(biāo)準(zhǔn)，這樣在車削時(shí)刀頭較寬的左右移動(dòng)的距離較小，容易導(dǎo)致排屑空間小、排屑困難和扎刀現(xiàn)象；刀頭較窄的則車刀剛性較差、容易磨損和容易折斷。另外不規(guī)則的刀寬會(huì)影響分層車削進(jìn)刀格數(shù)計(jì)算的規(guī)范化，容易造成車削混亂和出錯(cuò)，不利車削。所以我就從改良車刀的幾何形狀和參數(shù)，合理選擇分層次數(shù)和借刀格數(shù)下手，改進(jìn)梯形螺紋左右切削加工方法。

2.1 梯形螺紋切削進(jìn)給的改良

梯形螺紋左右切削加工方法是中滑板分層直進(jìn)切削，小滑板左右分層借刀切削。常規(guī)切削較隨意，效果不夠理想，因此我在切削時(shí)進(jìn)行了一些改良，效果較好。以切削螺距P=7的常用外梯形螺紋為例，先按表1計(jì)算各部分的尺寸，如下：（1）牙高：h3=0.5P+ac=0.5×7+0.5=4mm；（2）牙頂寬：f=0.366p=0.366×7=2.562mm；（3）牙槽底寬：W=0.366p-0.536ac=0.366×7-0.536×0.5=2.294mm。

從上面的計(jì)算結(jié)果我們可以看出，梯形螺紋車刀的刀寬我們可以刃磨在2.294mm之內(nèi)，我通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，刀寬1.2～1.4mm時(shí)排屑比較好。以1.2mm的刀寬為例，看看如何計(jì)算比較好，由于牙高為4mm，故中滑板進(jìn)給總格數(shù)為80格（中滑板和小滑板的刻度盤每小格的進(jìn)給量均為0.05mm），采用分層直進(jìn)切削法，中間分8刀（8層）加工，每刀10格，加工前先對(duì)好刀，然后把中滑板刻度盤調(diào)零，這樣加工時(shí)進(jìn)給了多少格數(shù)就一目了然了。至于小滑板在各層左右借刀切削時(shí)單側(cè)移動(dòng)的距離，看看圖3所示。

然后再來計(jì)算一下每層小滑板移動(dòng)的格數(shù)：

第一層：1.48÷0.05=29.6格

第二層：1.35÷0.05=27格

第三層：1.22÷0.05=24.4格

第四層：1.08÷0.05=21.6格

第五層：0.95÷0.05=19格

第六層：0.81÷0.05=16.2格

第七層：0.68÷0.05=13.6格

第八層：0.55÷0.05=11格

這樣就可以得出每層單側(cè)移動(dòng)的格數(shù)了。考慮方便記數(shù)，預(yù)留精加工余量，避免破壞牙型，我就從數(shù)據(jù)中取整數(shù)，實(shí)際車削時(shí)第一層只移動(dòng)26格（單側(cè)留精車余量3至4格即0.15～0.2mm），然后每層都縮少三格，直至加工到牙底，最后換精車刀左右切削精車至尺寸精度要求。

再來看螺距為6的梯形螺紋，先按表1計(jì)算各部分的尺寸，如下：

（1）牙高：h3=0.5P+ac=0.5×6+0.5=3.5mm

（2）牙頂寬：f=0.366p=0.366×6=2.196mm

（3）牙槽底寬：W=0.366p-0.536ac=0.366×6-0.536×0.5=1.928mm

以同樣的刀寬，同樣的中滑板進(jìn)給來車削，小滑板理論移動(dòng)的數(shù)值如圖4。

然后再來計(jì)算一下每層小滑板移動(dòng)的格數(shù)：

第一層：1.17÷0.05=23.4格

第二層：1.03÷0.05=20.6格

第三層：0.91÷0.05=18.2格

第四層：0.77÷0.05=15.4格

第五層：0.63÷0.05=12.6格

第六層：0.51÷0.05=10.2格

第七層：0.36÷0.05=7.2格

與上例道理一樣，實(shí)際車削時(shí)第一層單側(cè)借刀移動(dòng)為20格，然后每層單側(cè)借刀切削均縮少三格，直至加工到最后一層后換精車刀精加工至尺寸精度要求。車削不同較大螺距的梯形螺紋時(shí)參考上述方法即可。

另外，我對(duì)粗車刀的幾何形狀和參數(shù)進(jìn)行了改良，將主切削刃和前刀面分別磨成圓弧狀。車削實(shí)踐證明，粗車刀刀頭寬度1.3mm左右，并且刀頭主切削刃和前刀面磨成圓弧狀時(shí)，切削剛性足，阻力小，排屑順暢，更能保證車削的順利進(jìn)行。

2.2 內(nèi)梯形螺紋刀具的改良

內(nèi)梯形螺紋刀比外梯形螺紋刀要求更高，因此我在加工內(nèi)梯形螺紋時(shí)重點(diǎn)對(duì)刀具進(jìn)行了改良。由于內(nèi)梯形螺紋刀刀桿細(xì)，車削時(shí)易產(chǎn)生震動(dòng)，導(dǎo)致車刀讓刀或崩刀。而刀頭是按規(guī)定的幾何形狀和角度凸出刀桿的，一旦刀頭崩裂，刃磨就相當(dāng)困難，嚴(yán)重時(shí)刀具基本報(bào)廢。于是，我從刀具的剛性、耐用以及安裝刃磨方便靈活的角度出發(fā)，對(duì)刀具進(jìn)行了改良設(shè)計(jì)，刀頭部分較難刃磨，則考慮用機(jī)夾的方式，崩裂時(shí)只需要換刀頭就行了，刀頭制造可以利用線切割來割出，再稍加修磨即可應(yīng)用。刀柄部分用45號(hào)鋼通過普車和銑床來加工，設(shè)計(jì)圖如圖5：

刀柄用直徑為40mm左右的毛坯車出外型，再用銑床銑平上下表面，方便裝夾；再用鉆床鉆孔，共有兩個(gè)孔，一個(gè)安裝螺釘，一個(gè)裝夾刀頭；用線切割把裝夾刀頭的孔加工至尺寸，再攻絲便做成。這樣設(shè)計(jì)刀柄部分，一方面采用機(jī)夾的方式上刀頭，方便實(shí)用，工作效率高，另一方面刀柄部分做的比較粗，加工時(shí)可以減少震動(dòng)，還有就是可以裝夾各種形狀的刀頭，如鏜孔刀頭、三角螺紋刀頭、梯形螺紋刀頭、內(nèi)溝槽刀頭等，比較實(shí)用。成型圖如圖6：

3 結(jié)束語

普通車床低速車削梯形螺紋方法多種多樣，但我覺得上述介紹的分層左右借刀法切削效果最好，經(jīng)改進(jìn)后車削更穩(wěn)定，效率更高，更容易達(dá)到質(zhì)量要求。好的方法還有賴好的刀具去實(shí)拖完成，“七分刀具，三分技術(shù)”，前人積慮的經(jīng)驗(yàn)概括充分說明，刀具在車削中起至關(guān)重要的作用。因此在改良加工方法的同時(shí)，如果能同步改良加工刀具，就能更好地保證切削加工任務(wù)的實(shí)施完成。

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