引言
1 梯形螺纹车削方法的选用
图1 梯形螺纹车削的四种进刀方法
- 直进法:直进法也叫切槽法,如图1(a)所示。车削螺纹时,只利用中拖板进行横向(垂直于导轨方向)进刀,在几次行程中完成螺纹车削。这种方法虽可以获得比较正确的齿形,操作也很简单,但由于刀具三个切削刃同时参加切削,振动比较大,牙侧容易拉出毛刺,不易得到较好的表面品质,并容易产生扎刀现象,因此,它只适用于螺距较小的梯形螺纹车削:
- 左右切削法:左右切削法车削梯形螺纹时,除了用中拖板刻度控制车刀的横向进刀外,同时还利用小拖板的刻度控制车刀的左右微量进给,直到牙形全部车好,如图1(b)所示。用左右切削法车螺纹时,由于是车刀两个主切削刃中的一个在进行单面切削,避免了三刃同时切削,所以不容易产生扎刀现象。另外,精车时尽量选择低速(v=4~7m/min),并浇注切削液,一般可获得很好的表面品质。在学生实际操作过程中,要根据实际经验,一边控制左右进给量,一边观察切屑情况,当排出的切屑很薄时,就可采用光整加工使车出的螺纹表面光洁,精度也很高。但左右切削法操作比较复杂,小拖板左右微量进给时由于空行程的影响易出错,而且中拖板和小拖板同时进刀,两者的进刀量大小和比例不固定,每刀切削量不好控制,牙型也不易车得清晰。所以,左右切削法对操作者的熟练程度和切削技能要求较高,不适合初学者学习和掌握:
- 车直槽法:车直槽法车削梯形螺纹时一般选用刀头宽度稍小于牙槽底宽的矩形螺纹车刀,采用横向直进法粗车螺纹至小径尺寸(每边留有0.2~0.3mm的余量),然后换用精车刀修整,如图1(c)所示。这种方法简单、易懂、易掌握,但是在车削较大螺距的梯形螺纹时,刀具因其刀头狭长,强度不够而易折断:切削的沟槽较深,排屑不顺畅,致使堆积的切屑把刀头“砸掉”:进给量较小,切削速度较低,因而很难满足梯形螺纹的车削需要:
- 车阶梯槽法:为了降低“直槽法”车削时刀头的损坏程度,我们可以采用车阶梯槽法,如图1(d)所示。此方法同样也是采用矩形螺纹车刀进行切槽,只不过不是直接切至小径尺寸,而是分成若干刀切削成阶梯槽,最后换用精车刀修整至所规定的尺寸。这样切削排屑较顺畅,方法也较简单,但换刀时不容易对准螺旋直槽,很难保证正确的牙型,容易产生倒牙现象。
图2 分层法车削梯形螺纹图
2 “分层法”车削梯形螺纹
- “分层法”车削梯形螺纹的刀具选择:“分层法”车削梯形螺纹所用的粗车刀和精车刀与其它加工方法基本相同,只是粗车刀的刀头宽度(w刀=1.2~1.5mm)小于牙槽底宽(w=1.928mm),刀具刀尖角(er=29°;~29°;30)略小于梯形螺纹牙型角(a=30°;)。
- “分层法”车削梯形螺纹的操作步骤:
- 粗、精车梯形螺纹大径(Ø36-0.3750)且倒角与端面成15°;。这里螺纹大径也可留有0.15mm左右的修整余量,以便螺纹精车完后,发现牙顶有撕裂和变形时可以进行修整:
- 用梯形螺纹粗车刀直进法大概车至1/3牙槽深处(h1=1mm),因为切削深度不大,切削力较小,一般不会产生振动和扎刀,如图2和图3(a)所示。此时,中拖板停止进刀而做横向进刀(车刀每次进到原来的吃刀深度),只用小拖板使车刀向左或向右做微量进给,进给量大概为0.2~0.4mm,进刀次数视具体情况而定,以较快的速度将牙槽拓宽如图2和图(b)所示。拓宽后牙顶宽f(f为2.5mm左右)应大于理论计算值f(f=2.196mm),保证螺纹两侧面留有0.15mm左右的精车余量:
图3 梯形螺纹“分层法”车削的步骤 - 将车刀刀头退回至第一层拓宽牙槽的中间位置(只需将小拖板退回借刀格数的一半),接着再用直进法切削第二层,大概车至2/3牙槽深处[h2=2mm,如图3(c)],然后中拖板停止横向进刀,用左右切削法拓宽牙槽[如图3(d)]。拓宽牙槽时,应把第二层的两牙槽侧面与第一层的重合,注意不要再次车削到第一层牙槽的侧面,否则牙顶的精车余量就可能不够了:
- 重复上述步骤,继续用直进法和左右切削法车至第三层(牙高h3=3mm)和第四层(牙高h4=3.5mm左右,d3=Ø29-0.5370),然后拓宽牙槽(图2)。“分层法”车削的次数可以为两次、三次,甚至更多次,具体情况视螺距的大小、车刀强度等而定:
- 换用精车刀分别精车螺纹的左右两牙侧[图3(e)],一般先精车好牙槽一侧,再精车牙槽另一侧,并同时保证螺纹中径尺寸精度和两牙侧表面粗糙度等技术要求。从以上加工过程可以看出,“分层法”车削梯形螺纹有以下一些优点:操作相对简单,容易理解和掌握:基本上克服了三面切削、排屑困难、容易扎刀等问题:能得到较清晰的牙型,能加大切削用量以提高生产效率,同时容易保证尺寸精度和获得较好的表面粗糙度。


