浅谈左右车削法车梯形螺纹的一些技法

【摘 要】梯形螺纹的车削不管是在生产实践中,还是在技能训练模块中,是非常重要的。本文就梯形螺纹车削过程中车刀的刃磨要求、工件的装夹以及车削时如何利用梯形螺纹的计算公式从数学方面来保证粗加工余量的快速去除和精加工余量的有效预留,从而达到高效、稳定地车削梯形螺纹。
【关键词】左右车削法 车梯形螺纹 技法

梯形螺纹一般作传动用,用以传递准确的运动和动力,所以精度要求比较高,例如车床上的长丝杠和中、小滑板的丝杆等,而且其精度直接影响传动精度和被加工零件的尺寸精度。梯形螺纹的工件不仅广泛的被用在各种机床上,而且在每年毕业生应会考试中多有梯形螺纹车削这一内容,因此,梯形螺纹的车削已成为职业中专学校车工专业学生必须掌握的一个非常重要的模块。很多操作者都是因为无法快速的去除粗加工余量和将精加工余量留得过多或过少,导致加工速度太慢或将工件报废。笔者结合多年实习教学经验,在此谈谈左右车削法车削梯形螺纹时的几点心得体会。
一、梯形螺纹车刀的刃磨要求
1.高速钢右旋梯形螺纹粗车刀(以车Tr32×6-7h螺纹为例)。下图为高速钢右旋梯形螺纹粗车刀,为了便于左右切削并留有精车余量,两侧切削刃之间的夹角应小于牙型角30°,取29°左右。刀头宽度应小于牙槽底宽W(W=1.93),刀头宽度取1.5~1.7mm。为了高效去除大部分切削余量,将刀头磨成圆弧型,以增加刀头强度,并将刀头部分的应力分散。为了使车刀两条侧切削刃锋利且受力、受热均衡,将前刀面磨成左高右低、前翘的形状,使纵向前角γp=5°、γ右=+a°、γ左=-a°、αo右=5°-a°、αo左=5°+a°,a为螺旋升角;如果是左旋螺纹,则γ右、γ左、αo右、αo左相反。

高速钢右旋梯形螺纹粗车刀
2.高速钢右旋梯形螺纹精车刀(以Tr32×6螺纹的车刀为例)。下图为高速钢右旋梯形螺纹精车刀。为保证牙型角正确,两侧切削刃之间的夹角略大于牙型角,刀头宽度仍可略小于牙槽底宽,以利于两侧面的加工,并保证两侧面的表面表糙度达到要求,三处后角均可略取大αo前=8°、αo右>5°-a°、αo左>5°+a°,a为螺旋升角;如是左旋螺纹,则αo右与αo左刚好相反。

高速钢右旋梯形螺纹精车刀
二、工件的装夹
为了高效,大余量地车削梯形螺纹,在满足工件技术要求前提下,一般粗、精车都用一夹一顶装夹,个别对中径跳动要求高,不适合一夹一顶加工的工件,也应粗车选择一夹一顶装夹,精车时用两顶尖装夹来保证工件的技术要求。
三、梯形螺纹的车削方法
学生学习时,

先练习车P=4的梯形螺纹,采用的是直进法
车削,接着练习车P=5的梯形螺纹,采用的是斜进法,最后练习车P=6的梯形螺纹,采用的是左右车削法,方便学生进行比较。现以车Tr32×6-7h螺纹来介绍我是如何指导学生用左右车削法车削梯形螺纹的。
1.将螺纹大径(留余0.2~0.3左右)和两端倒角(15°)车好,然后将螺纹粗车刀对到工件外圆上,将中滑板为零,同时小滑板朝前进方向消除间隙后对零。此举目的是方便学生记住刻度,不易出错。
2.以直进法车螺纹。由于粗车刀刃磨得锋利又耐用,可加大切削深度。如,车Tr32×6的螺纹,螺纹牙型高度h3=3.5mm,可第一刀进0.75mm,第二刀0.5mm,第三刀0.25mm,共计1.5mm(此时因刀具三刃受力,难以继续采用大切削深度的直进法车削,就开始左右减刀。)。
3.用游标卡尺测量此时牙顶宽,将测量牙顶宽减去理论牙顶宽(W=2.196≈2.2),再减去所留两侧精车余量(0.2~0.4左右,精车余量以两侧面表面粗糙情况而定,表面光洁时取0.2,表面粗糙时取0.4),这就是赶刀的余量,将这个余量除以2,就是每侧减刀的量。例如:我现测得牙顶宽为4.6mm,则我应向左边减刀的量是[(4.6-2.2)-0.3]/2=1.05mm。当我仍以进刀深度为1.5mm,向左减刀量为1.05mm车时,梯形螺纹刀只有左侧刃在切削,切削力不会太大。车完左边减刀的一刀,将小滑板先退后进(消除空行程)对应地在零线右边减刀1.05mm车一刀(也可分两至三刀将减刀量1.05mm车完)。车完后,将小滑板再次对零。此时刀具就落在车宽了的槽中间。
4.再以直进法车螺纹,由于刀头宽度<W(W=1.93),故可再如前2步分三次进刀将螺纹再车深1.5mm,然后又先向左减刀。此时应目测确定减刀量,并通过在螺纹头部试切,看切屑宽度(以不车起前一次直进法车出的左侧面为度,如车到前一次的侧面,则切屑会变宽),最后确定减刀量,将左侧车好后,以相同减刀量再车右侧面,左右两边车完后,再次将小滑板对零。
5.最后又以直进法车螺纹。第一刀进刀深度为0.25mm,第二刀0.15mm,第三刀0.1mm,第四刀0.1mm。经过2、4、5三步的车削螺纹共车深3.7mm,然后如4步将左侧面减刀至整个侧面车起,同样再将右侧面减刀车起,至此粗车完成。
6.换上螺纹精车刀,将它在螺纹大径上对刀,并将中滑板刻度盘对零。由于精车刀刀头宽度仍小于牙槽底宽,故精车刀可落到槽底,目测使精车刀处于槽中间,看此时刻度盘值,然后以每次进刀0.05~0.1mm,将总进刀深度车至3.8~4.2mm(因应车深度为牙高3.5mm,大径留余0.2~0.3mm,小径偏差0~0.419mm,三者之和3.5

+(0.2~0.3)+(0~0.419)=(3.7-4.2)mm),而粗车时已车切削深度3.7mm,,故实际只需
进刀0.1~0.5mm。当牙底车起车平后,又向左侧赶刀,每次0.1~0.15mm,至将左侧面全部车起、车平,然后以低速走空刀(中、小滑板均不进刀),将左侧车光洁,再将螺纹刀直接退至右边车右侧面,每车一刀就用游标卡尺量一量牙顶宽,当牙顶宽接近2.2mm时,再用三针测量其M值。当M值合格时,螺纹中径即合格。
7.最后将大径车至尺寸,并将牙项尖边去毛刺。
8.至此梯形螺纹加工完毕。在整个加工过程中,粗加工大约用16~24刀,约需时间15分钟左右,精加工6~12刀左右。同样约需15分钟(包含测量的时间),而且由于每次车削参加切削的刃不太长,所受的切削力不太大,故切削过程平稳,不会出现扎刀的现象,更不会打刀。从而保证车梯形螺纹的快速和稳定。
总之,在实践操作教学中应尽可能的利用车床的大、中、小刻度盘,运用数学知识来让我们的车削更加快速可控是实施创新教学,培养学生创新思维的需要。本文阐述了车梯形螺纹的左右车削法,对于蜗杆的车削,此方法同样适用。在此不再赘述。文中有不尽完美之处,敬请批评、指正!


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