鋸齒形螺紋車削工藝

鋸齒形螺紋車削工藝四川省樂至縣高級(jí)職業(yè)中學(xué) 肖維【摘要】在螺紋的車削加工過程中中，工藝系統(tǒng)中由于刀具材質(zhì)、刀具角度的選擇、刀具的裝夾、工件的裝夾、切削用量（切削速度、背吃刀量、進(jìn)給量）的選擇以及走刀方式等眾多因素的影響，特別是在鋸齒形螺紋的車削加工，易出現(xiàn)諸如牙側(cè)面粗糙度不合格、“燒刀”、“打刀”、“啃刀”、“扎刀”等現(xiàn)象。本文從鋸齒形螺紋的特點(diǎn)、刀具、工藝過程的選擇等方面來探索鋸齒形螺紋加工的工藝過程?！娟P(guān)鍵詞】鋸齒形螺紋移位直進(jìn)法刀具強(qiáng)度排屑螺紋切削加工一般是指用成形刀具或磨具在工件上加工螺紋的方法，主要有車削、銑削、攻絲、套絲、磨削、研磨和旋風(fēng)切削等。車削、銑削和磨削螺紋時(shí)，工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，機(jī)床的傳動(dòng)鏈保證車刀、銑刀或砂輪沿工件軸向準(zhǔn)確而均勻地移動(dòng)一個(gè)螺距（導(dǎo)程）。在攻絲或套絲時(shí)，刀具（絲錐或板牙）與工件作相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并由先形成的螺紋溝槽引導(dǎo)著刀具（或工件）作軸向移動(dòng)。單件小批量的螺紋加工中，常使用車削的方式進(jìn)行。螺紋的車削加工進(jìn)刀方法常見的為直進(jìn)、斜進(jìn)、左進(jìn)、右進(jìn)、分層進(jìn)等幾種方法?？稍趯?shí)際加工中有些螺紋由于本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，用常見的車削方法加工卻不能加工出合格的產(chǎn)品，特別是鋸齒形螺紋的加工。而在實(shí)際的操作中，卻會(huì)出現(xiàn)種種問題，如牙側(cè)面粗糙度不達(dá)標(biāo)，出現(xiàn)“燒刀”、“打刀”、“啃刀”、“扎刀”等現(xiàn)象。此處通過實(shí)踐和理論分析，對(duì)鋸齒形螺紋的車削方法及對(duì)刀具的具體要求探索出的一些經(jīng)驗(yàn)，下面就鋸齒形螺紋的特點(diǎn)、刀具要求、車削（進(jìn)刀）方法、刀具材質(zhì)、刀具角度的選擇、刀具的裝夾、工件的裝夾、切削用量（切削速度、背吃刀量、進(jìn)給量）及注意事項(xiàng)等進(jìn)行闡述。一、鋸齒形螺紋的加工工藝特點(diǎn)鋸齒形螺紋的工作面的牙邊傾斜角為3。，非工作面的牙邊傾斜角為30。，如圖1所示。鋸齒形螺紋的牙型不對(duì)稱、螺紋槽窄而深、排屑困難，易造成切屑堆積，引起“燒刀”、“打刀”、“啃刀”、“扎刀”等現(xiàn)象。由于排屑困難、刀具散熱不好易引起刀具和工件產(chǎn)生較大的熱變形；刀尖強(qiáng)度不好，降低加工精度；排屑困難、切屑堆積，切屑易劃傷另一表面；刀具的切削刃和螺紋牙邊接觸長(zhǎng)度較大，在加工中一出現(xiàn)異響及振動(dòng)。綜上，鋸齒形螺紋屬于較難加工的螺紋。圖1 圖1 鋸齒形螺紋牙型二、車削刀具要求車削刀具切削部分的幾何參數(shù)對(duì)零件的表面質(zhì)量及切削性能的影響極大，應(yīng)根據(jù)零件的形狀、刀具的安裝位置以及加工方法等，正確選擇刀具的幾何形狀及有關(guān)參數(shù)。下面就適應(yīng)鋸齒形螺紋的特點(diǎn)，闡釋刀具的相關(guān)參數(shù)：如圖2所示，前角y。與螺紋升角人的關(guān)系為：丫。=人（也可前角丫。=0。，法向裝刀），左側(cè)后角aoi=（3。?5。）+人，右側(cè)后角aoR=（3。?5。）+九，后角a=3。30'，刃傾角入S=3。圖2鋸齒形螺車削鋸齒形螺紋的刀具，因?yàn)榭紤]到磨制方便及韌性等因素，多數(shù)情況下都是使用高速鋼刀具磨制的（高速鋼是含有W、圖2鋸齒形螺車削鋸齒形螺紋的刀具，因?yàn)榭紤]到磨制方便及韌性等因素，多數(shù)情況下都是使用高速鋼刀具磨制的（高速鋼是含有W、M/、Cr、T等合金元素較多的O承受較大的差，其耐熱承受較大的差，其耐熱合金工具鋼。高速鋼具有較高的強(qiáng)度、韌性以及良好的刃磨性能，能切削力和沖擊力，常用于制造形狀復(fù)雜的刀具，但高速鋼的耐熱性較溫度為550°C 600。0，允許的最大切削速度為］60m/min）。對(duì)高速鋼鋸齒形螺紋刀具刃磨一般選用白剛玉砂輪，本刀適合于45#、40Gr、42GrMn等較高硬度的調(diào)質(zhì)材料的精加工。三、車削工藝過程對(duì)刀后，可根據(jù)整個(gè)工藝系統(tǒng)的剛性及刀具的承受能力，來決定每次的進(jìn)刀量（計(jì)算牙高，根據(jù)粗、精加工的安排，工藝系統(tǒng)的剛度，手冊(cè)或經(jīng)驗(yàn)合理分配進(jìn)刀量）。剛開始一般都是采用的直進(jìn)法進(jìn)刀，因?yàn)榈都馇安康扼w太小，高速鋼的耐熱性較差、散熱差、強(qiáng)度差，所以吃刀深度不易過大。當(dāng)車有一定深度后（一般單邊吃刀深度3毫米時(shí)），就會(huì)出現(xiàn)排屑上的問題，因刀具三面吃刀，切屑擠在一起往外出，此時(shí)排屑不暢，雖然有充分的冷卻液澆注，但刀尖前部的切削溫度還是極速上升，主切削力也快速增加，并呈現(xiàn)不斷加大勢(shì)頭。加工出的溝槽表面質(zhì)量開始出現(xiàn)惡化，且隨著深度的增加切屑堆積、粘刀、切削熱及切削力增加，最后就出現(xiàn)“燒刀”、“打刀”、“啃刀”、“扎刀”等現(xiàn)象，因此螺紋槽的精度、粗糙度也就難以保證了。通過多次實(shí)踐和理論分析，在刀具幾何角度不變的情況下，改變進(jìn)刀方法，即移位直進(jìn)法，可達(dá)到改善加工狀況的目的。方法為：粗車時(shí)，當(dāng)進(jìn)刀到一定深度，退刀后，利用小拖板向前移動(dòng)一個(gè)小于刀尖寬度0.5?1mm的距離，然后再從外圓進(jìn)刀，直到進(jìn)刀后刀具3°的切削刃快要接觸前面車出的3°面時(shí)為止，就不再進(jìn)刀了，退刀后，再次利用小拖板向前移動(dòng)一個(gè)小于刀尖寬度0.5?1mm的距離，再重復(fù)上面操作，直到加工到螺紋的牙底。這種移位直進(jìn)法的好處是，切屑斜向、并向外排出（大約30°角），不易擦傷另一側(cè)面（3°面）。同時(shí)，排屑流暢，切屑不會(huì)因堆擠而而造成“燒刀”、“打刀”、“啃刀”、“扎刀”及擦傷兩側(cè)面等現(xiàn)象的發(fā)生。因此螺紋槽兩側(cè)面，可以獲得較好的粗車粗糙度值，Ra3.2?Ra6.3，但3°面會(huì)有些許不平（這些瑕疵可留予在精加工中處理），為精車獲得較好表面粗糙度打下了良好的基礎(chǔ)。當(dāng)然，要獲得較好的粗車表面粗糙度值，與加工中的進(jìn)刀量的分配也有密切關(guān)系的，那就是越接近精車留量，進(jìn)刀（直進(jìn)、徑向）應(yīng)漸次減少，必要時(shí)還應(yīng)適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速（這里指的是用高速鋼刀具進(jìn)行車削時(shí)），當(dāng)螺紋槽的寬度只剩光刀量（即每個(gè)側(cè)面有0.10?0.30mm的精車余量時(shí)），小拖板已不能再向前移位了，而此時(shí)深度還未達(dá)到要求時(shí)，用小拖板將刀具退回槽底右端（注意向前排除小拖板空行程），然后再象最初車削時(shí)那樣車削，直至深度、寬度符合精車要求時(shí)為止，就可進(jìn)行換刀精車了。精車時(shí)，應(yīng)先車削3°那個(gè)面，同粗車時(shí)一樣，不要進(jìn)行軸向“趕刀”（進(jìn)刀），并要保證精車刀具鋒利、切削刃平整。如果螺紋槽較深，整個(gè)側(cè)面接觸易震顫，則應(yīng)分二次或三次進(jìn)行車削（些時(shí)注意反向排除小拖板空行程），當(dāng)深度達(dá)到，整個(gè)側(cè)面也剛好車平且粗糙度也達(dá)到要求后，就不易反復(fù)車削了，否則可能引起震顫，從而破壞了平整度。3°面車削完后就可依此法車削30°面了，此時(shí)要記住向前排除小拖板空行程?？傊?，鋸齒形螺紋本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要想加工出合格的產(chǎn)品，就要分析工藝系統(tǒng)中的控制要素：刀具材質(zhì)、刀具角度的選擇、刀具的裝夾、工件的裝夾、切削用量（切削速度、背吃刀量、進(jìn)給量）