论文部分内容阅读
摘 要： 梯形螺纹的车削在生产实践中非常重要。本文就梯形螺纹车削过程中车刀的刃磨要求、梯形螺纹的加工方面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，一直采用传统的高速钢车刀左右车削法或斜进法加工，不但效率低、刀具易磨损，还经常由于尺寸控制不准，使精加工余量不够出现废品。本文介绍几种实践中摸索出来的简单实用、效率高的梯形螺纹车削方法，可以提高生产效率，缩短加工时间，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： 梯形螺纹 强力切削 螺旋升角
一、梯形螺纹的相关知识
梯形螺纹是利用很广泛的传动螺纹，分为米制和英制两种。英制梯形螺纹的牙型角为29°，我国常见的是米制梯形螺纹，其牙型角为30°。
1.梯形螺纹标记
梯形螺纹的标记由螺纹代号、公差代号及旋合长度代号组成，彼此间用“—”离开。根据国标规定，梯形螺纹代号由种类代号Tr和螺纹“公称直径×导程”表示，由于标准对内螺纹小径D1和外螺纹大径只规定了一种公差带（4H、4h），规定外螺纹小径d的公差地位永远为h的基础偏差为零。公差等级与中径公差等级数雷同，而对内螺纹大径D4，标准只规定下偏差（即基础偏差）为零，而对上偏差不作规定，因此梯形螺纹仅标记中径公差带，并代表梯形螺纹公差（由表现公差带等级的数字及表现公差带地位的字母组成）螺纹的旋合长度分为三组，分辨称为短旋合长度（S）、中旋合长度（N）和长旋合长度（L）。在一般情形下，中等旋合长度（N）用得较多，可以不标注。梯形螺纹副的公差代号分辨注出内、外螺纹的公差带代号，前面是内螺纹公差带代号，后面是外螺纹公差带代号，中间用斜线分隔。
2.标记示例
螺纹代号：单线螺纹：Tr40×6-6h-L；Tr：螺纹种类代号（梯形螺纹）；40：公称直径；6：导程（对于单线螺纹而言，导程即为螺距）；6h：内螺纹公差代号；L：旋合长度代号。
二、梯形螺纹车刀
车刀分粗车刀和精车刀两种。
1.梯形螺纹车刀的角度
（1）两刃夹角：粗车刀应小于牙型角，精车刀应等于牙形角。
（2）刀尖宽度：粗车刀的刀尖宽度应为1/3螺距宽。精车刀的刀尖宽应等于牙底宽减0.05mm。
（3）纵向前角：粗车刀一般为15左右，精车刀为了保证牙型角正确，前角应等于0，但实际生产时取5°～10°。
（4）纵向后角：一般为6°～8°。
（5）两侧刀刃后角：a1=（3°～5°） φ a2=（3°～5°）-φ
2.梯形螺纹的刃磨要求
（1）用样板校对刃磨两刀刃夹角。
（2）有纵向前角的两刃夹角应进行修正。
（3）车刀刃口要光滑、平直、无虚刃，两侧副刀刃必须对称刀头不能歪斜。
三、梯形螺纹的车削方法（以Tr40×6为例）
车削梯形螺纹与三角螺纹相比，螺距大、牙型角大、切削余量大、切削抗力大，而且精度要求高，加之工件一般都比较长，所以加工难度较大。一般车削梯形螺纹我们采用以下几种方法。
1.直进法
螺距小于4mm和精度要求不高的工件，可用一把梯形螺纹车刀，即每一刀都在X向进给，直至牙底处。采用此方法加工梯形螺纹时，螺纹车刀的三个切削刃都要参与切削，导致加工排屑艰苦，切削力和切削热增长，刀头磨损严重，容易产生“扎刀”和“崩刃”现象，因此这种方法不合适大螺距螺纹的加工。
2.斜进法
螺纹车刀沿牙型一侧平行的方向斜向进刀，直至牙底处，用此方法加工梯形螺纹时，车刀始终只有一个侧刃参与切削，从而使排屑较顺利，刀尖的受热和受力情形有所改良，不易产生“扎刀”等现象。
3.左右切削法
用梯形螺纹车刀采用左右车削法车削梯形螺纹两侧面，每边留0.1～0.2mm的精车余量，并车准螺纹小径尺寸，螺纹车刀分辨沿左、右牙型一侧的方向交叉进刀，直至牙底。这种方法与斜进法较类似，利用此方法螺纹车刀的两刃都参与切削。
以上三种方法加工时的刀具一般采用高速钢材料的刀具，粗、精车各一把刀，且切削是主轴转速不高，在整个切削过程中冷却液一直使用，导致生产效率低，操作者劳动强度大。
在实际生产中对精度要求不是很高的梯形螺纹加工时用硬质合金刀具按着牙形角（角度尺定在29°30′）刃磨，刀头宽度1.982mm，右侧加一螺旋升角，左侧减去一螺旋升角，主轴转速在400r/min左右，采用直进法加工，应把车床各滑板间隙调整到理想状态，最初时中滑板进刀量为1.2mm，以后依次递减，直至螺纹的小径尺寸，因为螺距为6mm，可以被车床丝杠螺距整除，可以抬开合螺母进行退刀；如螺距不能被车床丝杠螺距整除，依据个人的操作熟练情况选择适合的主轴转速来进行加工，但建议最低主轴转速不低于260r/min。在临界螺纹终点距离时，可以用操纵压杆适度控制正转时的转速，但千万不能压得过位，以导致反转。
加工时，为减小切削力，往往采用左右借刀切削法，当采用左右借刀切削法强力车削右旋螺纹时，用右主刀刃切削时，刀具承受了工件给它的力，其中轴向分力Px与刀具的进给方向相同，刀具把这个轴向分力Px传给床鞍，从而推动床鞍向有间隙一侧做快速猛烈的来回窜动，其结果是使刀具来回窜动，并使加工表面产生波纹，甚至断刀。因次建议用左侧切削刃进行扩槽宽，使加工具有一定的稳定性，提高刀具耐用度。
结合梯形螺纹的加工特点及刀具在切削过程中的受力情形，可以更好地提高加工效率，缩短加工时间。同时，对于大螺距的梯形螺纹、蜗杆等形状螺纹具有通用性。
参考文献：
[1]车工工艺学（96新版）.中国社会劳动保障出版社，1997.52.
[2]机械切削工技能.机械工业出版社，2004.7.
[3]机械工人切削手册（第五版）.中国社会劳动保障出版社，2003.3.
关键词： 梯形螺纹 强力切削 螺旋升角
一、梯形螺纹的相关知识
梯形螺纹是利用很广泛的传动螺纹，分为米制和英制两种。英制梯形螺纹的牙型角为29°，我国常见的是米制梯形螺纹，其牙型角为30°。
1.梯形螺纹标记
梯形螺纹的标记由螺纹代号、公差代号及旋合长度代号组成，彼此间用“—”离开。根据国标规定，梯形螺纹代号由种类代号Tr和螺纹“公称直径×导程”表示，由于标准对内螺纹小径D1和外螺纹大径只规定了一种公差带（4H、4h），规定外螺纹小径d的公差地位永远为h的基础偏差为零。公差等级与中径公差等级数雷同，而对内螺纹大径D4，标准只规定下偏差（即基础偏差）为零，而对上偏差不作规定，因此梯形螺纹仅标记中径公差带，并代表梯形螺纹公差（由表现公差带等级的数字及表现公差带地位的字母组成）螺纹的旋合长度分为三组，分辨称为短旋合长度（S）、中旋合长度（N）和长旋合长度（L）。在一般情形下，中等旋合长度（N）用得较多，可以不标注。梯形螺纹副的公差代号分辨注出内、外螺纹的公差带代号，前面是内螺纹公差带代号，后面是外螺纹公差带代号，中间用斜线分隔。
2.标记示例
螺纹代号：单线螺纹：Tr40×6-6h-L；Tr：螺纹种类代号（梯形螺纹）；40：公称直径；6：导程（对于单线螺纹而言，导程即为螺距）；6h：内螺纹公差代号；L：旋合长度代号。
二、梯形螺纹车刀
车刀分粗车刀和精车刀两种。
1.梯形螺纹车刀的角度
（1）两刃夹角：粗车刀应小于牙型角，精车刀应等于牙形角。
（2）刀尖宽度：粗车刀的刀尖宽度应为1/3螺距宽。精车刀的刀尖宽应等于牙底宽减0.05mm。
（3）纵向前角：粗车刀一般为15左右，精车刀为了保证牙型角正确，前角应等于0，但实际生产时取5°～10°。
（4）纵向后角：一般为6°～8°。
（5）两侧刀刃后角：a1=（3°～5°） φ a2=（3°～5°）-φ
2.梯形螺纹的刃磨要求
（1）用样板校对刃磨两刀刃夹角。
（2）有纵向前角的两刃夹角应进行修正。
（3）车刀刃口要光滑、平直、无虚刃，两侧副刀刃必须对称刀头不能歪斜。
三、梯形螺纹的车削方法（以Tr40×6为例）
车削梯形螺纹与三角螺纹相比，螺距大、牙型角大、切削余量大、切削抗力大，而且精度要求高，加之工件一般都比较长，所以加工难度较大。一般车削梯形螺纹我们采用以下几种方法。
1.直进法
螺距小于4mm和精度要求不高的工件，可用一把梯形螺纹车刀，即每一刀都在X向进给，直至牙底处。采用此方法加工梯形螺纹时，螺纹车刀的三个切削刃都要参与切削，导致加工排屑艰苦，切削力和切削热增长，刀头磨损严重，容易产生“扎刀”和“崩刃”现象，因此这种方法不合适大螺距螺纹的加工。
2.斜进法
螺纹车刀沿牙型一侧平行的方向斜向进刀，直至牙底处，用此方法加工梯形螺纹时，车刀始终只有一个侧刃参与切削，从而使排屑较顺利，刀尖的受热和受力情形有所改良，不易产生“扎刀”等现象。
3.左右切削法
用梯形螺纹车刀采用左右车削法车削梯形螺纹两侧面，每边留0.1～0.2mm的精车余量，并车准螺纹小径尺寸，螺纹车刀分辨沿左、右牙型一侧的方向交叉进刀，直至牙底。这种方法与斜进法较类似，利用此方法螺纹车刀的两刃都参与切削。
以上三种方法加工时的刀具一般采用高速钢材料的刀具，粗、精车各一把刀，且切削是主轴转速不高，在整个切削过程中冷却液一直使用，导致生产效率低，操作者劳动强度大。
在实际生产中对精度要求不是很高的梯形螺纹加工时用硬质合金刀具按着牙形角（角度尺定在29°30′）刃磨，刀头宽度1.982mm，右侧加一螺旋升角，左侧减去一螺旋升角，主轴转速在400r/min左右，采用直进法加工，应把车床各滑板间隙调整到理想状态，最初时中滑板进刀量为1.2mm，以后依次递减，直至螺纹的小径尺寸，因为螺距为6mm，可以被车床丝杠螺距整除，可以抬开合螺母进行退刀；如螺距不能被车床丝杠螺距整除，依据个人的操作熟练情况选择适合的主轴转速来进行加工，但建议最低主轴转速不低于260r/min。在临界螺纹终点距离时，可以用操纵压杆适度控制正转时的转速，但千万不能压得过位，以导致反转。
加工时，为减小切削力，往往采用左右借刀切削法，当采用左右借刀切削法强力车削右旋螺纹时，用右主刀刃切削时，刀具承受了工件给它的力，其中轴向分力Px与刀具的进给方向相同，刀具把这个轴向分力Px传给床鞍，从而推动床鞍向有间隙一侧做快速猛烈的来回窜动，其结果是使刀具来回窜动，并使加工表面产生波纹，甚至断刀。因次建议用左侧切削刃进行扩槽宽，使加工具有一定的稳定性，提高刀具耐用度。
结合梯形螺纹的加工特点及刀具在切削过程中的受力情形，可以更好地提高加工效率，缩短加工时间。同时，对于大螺距的梯形螺纹、蜗杆等形状螺纹具有通用性。
参考文献：
[1]车工工艺学（96新版）.中国社会劳动保障出版社，1997.52.
[2]机械切削工技能.机械工业出版社，2004.7.
[3]机械工人切削手册（第五版）.中国社会劳动保障出版社，2003.3.