浅谈车工实训教学中梯形螺纹的车削

【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、车刀的装夹和机床的调整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，如何使用三针测量法。从而达到高效、稳定地车削梯形螺纹。

【关键词】梯形螺纹；分成切削法； 螺纹升角；向左赶刀

梯形螺纹的工件不仅广泛的被用在各种机床上，其螺距和牙型都大，而且精度高，牙型两侧面表面粗糙度值较小，致使梯形螺纹车削时，吃刀深，走刀快，切削余量大，切削抗力大。这就导致了梯形螺纹的车削加工难度较大，学生在车工技能培训中难于掌握，容易产生扎刀现象，进而使学生对此产生紧张和畏惧的心理，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。在多年的车工实习教学中，通过不断的摸索、总结、完善，对于梯形螺纹的车削也有了一定的认知，在此谈谈分层车削法车削梯形螺纹时的心得体会。

一、车梯形螺纹的工艺准备

1、梯形螺纹的各部分尺寸计算：（以Tr42×6-7h螺纹为例）如下图①：

梯形螺纹的轴向剖面形状是一个等腰梯形，如何使车刀沿这个等腰梯形的腰向下延伸，形成一个15°的角呢？在这里就要运用三角函数算一个进刀比。如车刀直进1mm，车刀向左进多少才能形成一个15°的角，利用三角函数tg15°=0.268，进刀比为1： 0.268，但是这个进刀比有小数，不是整数，在实际的操作中不方便，为了在实际的操作中方便简单，我们最好找一个整数比，计算一下可知11： 3和1： 0.268接近，可以用它来做进刀比。

2、车刀的选择、刃磨：车刀选用14×14高速钢材料，粗车刀刃磨时，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°，小30′左右。刀头宽度小于牙槽底宽W（W=1.93），刀头宽度取1. 2mm左右。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10°-15°、右后角取（3°-5°）+ Ψ、左后角取（3°-5°）-Ψ、Ψ为螺纹升角；精车刀刀头宽度取1. 5mm左右，纵向前角0°-5°，后角均可略取大些。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，略比粗车时宽一些 ，取1.5mm，以利于螺纹底面和两侧面的加工，并保证两侧面的表面粗糙度达到要求。

3、车床的选择和调整：选择精度高、磨损少的车床，正确调整机床各处间隙，对床鞍、中小滑板的配合部分进行检查和调整、注意控制机床主轴的轴向窜动、径向圆跳动以及丝杠轴向窜动。

4、工件的装夹：为了提高效率，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。装夹工件的时候卡盘一定要夹紧，防止产生切削力大于工件夹紧力的情况。

5、车刀的装夹：车刀主切削刃必须与工件轴线等高，同时应和工件轴线平行。刀头的角平分线要垂直与工件的轴线。用样板找正装夹，以免产生螺纹半角误差。

二、梯形螺纹的车削方法

学生练习车P=6的梯形螺纹，采用的是分层车削法。现以车Tr42×6-7h螺纹来介绍我是如何指导学生用分层车削法车削梯形螺纹的。

1、螺纹大径（略小0.15左右）和两端倒角（2×15°）车好，然后将梯形螺纹粗车刀对到工件外圆上，将中滑板调至零位，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、粗车螺纹：螺纹车刀刚切入工件，总切削面积不大，可以选择较大些的切削深度，车床转速可选择70r/min， 如Tr42×6的螺纹，螺纹牙型高度h3=0.5P+ac ，ac为间隙量取0.5mm，牙高h3=0.5P+ac=0.5×6+0.5=3.5mm；我把它分成四层进行，第一到三层先进行直进法车四刀，进刀量分别是10格6 格4格2格，然后我选择全部向左借刀，每刀小滑板转6格，这样可避免小滑板空程影响而出现扎刀现象，这是关键。

具体进刀和借刀方法见表1。

第四层只两刀，经过四层26刀车削螺纹共车深3.5mm，可算粗车完成。

3、精车螺纹：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0.1～0.2mm，将总进刀深度车至3.5～3.7mm（因应车深度为牙高3.5mm，大径小径偏差0～0.419mm，二者之和3.5+（0～0.419/2）=（3.5-3.7）mm），而粗车时已车切削深度3.5mm，故实际只需进刀0.1～0.2mm。当牙底车平后，又向右侧赶刀，每次0.1～0.05mm，至将右侧面全部车起、车平，然后以低速进0.02mm或走空刀（中、小滑板均不进刀），将右侧车至光洁度达到要求，再将螺纹刀直接进至左边侧面，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。

4、螺纹测量：三针测量法是测量外螺纹中经的一种比较精密的方法。适用于测量一些精度要求较高、螺纹升角小于4?的螺纹工件。测量时把三根直径相等的量针放在螺纹相对应的螺旋槽中，用千分尺量出两边量针顶点之间的距离M，如下图②。

例：车Tr42×6-7h梯形螺纹，用三针测量螺纹中径，求量针直径和千分尺读数值M？

量针直径dD=0.518 P≈3.1mm

千分尺读数值 M=d2+4.864 dD-1.866 P

=39+4.864×3.1-1.866×6

=39+15.08-11.20

=42.88mm

测量时应考虑公差，则M=42.88-0.118～ 42.88-0.453为合格。

M值应在42.427～42.762的范围内。

三针测量法采用的量针一般是专门制造的，在实际应用中，有时也用优质钢丝或新钻头的柄部来代替，但与计算出的量针直径尺寸往往不相符合，这就需要认真选择。要求所代用的钢丝或钻柄直径尺寸，最大不能在放入螺旋槽时被顶在螺纹牙尖上，最小不能放入螺旋槽时和牙底相碰。

5、至此梯形螺纹加工完毕。在整个加工过程中，粗加工用26刀，约需时间15分钟左右，精加工8～12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，在实践教学中，“分层切削法”这种易懂、易掌握的车削梯形螺纹方法，得到了充分地肯定和好评。教师能够较形象、较直观地把车削方法讲解和传授给学生，学生普遍也能够较快、较容易地理解和掌握这种车削方法，大大降低了梯形螺纹车削这一课题的教学难度和强度。但在生产实践中梯形螺纹的车削是相当复杂的，车削过程中不可仅仅应用一种方法去车削，而应融会贯通，因此学生只有掌握和熟练了各种车削方法，才能在车削过程中灵活运用，高效率、高精度、高品质地完成梯形螺纹车削。

参考文献：

[1]车工工艺与技能训练，南开大学出版社，2012.06.

[2]机械切削工技能，机械工业出版社，2004.7.

作者简介：

李正清（1957.2-），男 ，莆田涵江人，大学本科，高级讲师。