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浅谈普车梯形螺纹加工

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摘 要: 在螺纹的车削中,梯形螺纹加工较为复杂,操作技巧要求较高。一直采用传统的左右车削法或斜进法加工,不但效率低、刀具易磨损,而且经常由于尺寸控制不准,使精加工余量不够出现废品。在此介绍一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,此法可以提高生产效率,缩短加工时间。

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、公差代号和旋合长度代号组成,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”来表示,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d3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。

标记示例:

螺纹代号

单线螺纹:Tr36×6-7H-L

Tr:螺纹种类代号(梯形螺纹)

36:公称直径

6:导程(对于单线螺纹而言,导程即为螺距)

7H:内螺纹公差代号

L:旋合长度代号

2.梯形螺纹的几何尺寸计算

梯形螺纹的计算公式及其参考值:

二、梯形螺纹的车削方法(以Tr36×6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用以下几种方法。

1.直进法

即每一刀都在X向进给,直至牙底处(见下图1)。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.交叉法

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了切削。

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,直至到螺纹的小径尺寸。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)。

当螺纹精度要求较高时,在粗加工时也可采用上述方法,只是刀头宽度应小于牙槽底宽,给精加工留有余量,此时应采用高速钢车刀进行精加工。一般操作者在精加工时主轴转速(正转)选择较低,这样反转回到起刀点时也需等待一段时间,(或是变换较高的主轴转速,到达起刀点后再变换回较慢的主轴转速,很是浪费时间)建议在正车时选一合适的主轴转速(如80r/min)。只是操纵压杆适度控制正转时的转速,使其实际转速低于选用的速度;待退刀时全速回退,能适当提高加工效率,使加工具有连续性。

粗加工时,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传给了床鞍,从而推动了床鞍向有间隙一侧做快速猛烈地来回窜动。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。

我们结合梯形螺纹的加工特点和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。

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