任健强

摘 要：通常在普通车床上车削梯形螺纹的方法有直进法和左右借刀法。直进法三面切削，阻力大，易扎刀和崩刀，不好车削，高速钢车刀低速车削很少使用。低速车削梯形螺纹最常用的方法是左右借刀法。传统的左右借刀法车削比较随意，分层不标准，进刀格数不规范，刀宽不合理，容易造成车削不稳定、尺寸控制不准确、精加工余量不够、破坏牙型、扎刀或崩刀的现象。改进后的左右借刀法，规范了刀宽和分层次数及进给格数，使车削更稳定，扎刀崩刀现象更少，尺寸更容易控制准确，牙型不易破坏，且效率高，质量容易保证，学生也容易掌握。改良后的内梯形螺纹刀具车削更稳定，车削质量更容易得到保证。笔者在生产实习教学的实践中，总结改良了车削梯形螺纹最常用的左右借刀法及车削中起重要作用的刀具，并在文章以下内容浅谈改进方法，以方便初学者加工使用。

关键词：梯形螺纹；左右借刀法；低速车削；刀具

1 常用梯形螺纹的加工方法

我国采用的是公制梯形螺纹，（牙型是梯形，牙型角为30°）。公制梯形螺纹，属于标准螺纹（GB784-65），其外径和螺距等基本尺寸，可以从机械手册中查出。公制梯形螺纹各部分尺寸的计算公式如表1：

梯形螺纹常用的加工方法有高速切削法和低速切削法两种，这里主要介绍低速车削的方法，以45号钢为材料，用高速钢进行低速加工，常用的方法如下：

1.1 直进法

车刀直接横向进给车削，如图1所示。车削螺纹时，只利用中拖板进行横向进刀，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。

1.2 左右切削法

左右切削法车削梯形螺纹时，除了用中滑板刻度控制车刀的横向进刀外，同时还利用小滑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2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。

其余的方法还有切直槽法和切阶梯槽法，主要是用切槽刀先在牙中心切入，再用螺纹车刀车削成型，这里就不详细介绍了。

2 梯形螺纹左右切削加工方法的改良

从常用的螺纹加工方法上，我们不难发现，或多或少存在着一些需要改进的地方，例如，在使用直进法時，三面切削，难排屑，易扎刀和表面粗糙度难保证，左右切削法是一到两个切削刃进行切削，可以有效减少扎刀现象，提高车削稳定性，所以本文主要是研究左右切削法的加工方法。传统的左右切削法，车刀刀头一般磨成与牙底同宽或小于牙底的宽度，无相对准确固定的标准，这样在车削时刀头较宽的左右移动的距离较小，容易导致排屑空间小、排屑困难和扎刀现象；刀头较窄的则车刀刚性较差、容易磨损和容易折断。另外不规则的刀宽会影响分层车削进刀格数计算的规范化，容易造成车削混乱和出错，不利车削。所以我就从改良车刀的几何形状和参数，合理选择分层次数和借刀格数下手，改进梯形螺纹左右切削加工方法。

2.1 梯形螺纹切削进给的改良

梯形螺纹左右切削加工方法是中滑板分层直进切削，小滑板左右分层借刀切削。常规切削较随意，效果不够理想，因此我在切削时进行了一些改良，效果较好。以切削螺距P=7的常用外梯形螺纹为例，先按表1计算各部分的尺寸，如下：（1）牙高：h3=0.5P+ac=0.5×7+0.5=4mm；（2）牙顶宽：f=0.366p=0.366×7=2.562mm；（3）牙槽底宽：W=0.366p-0.536ac=0.366×7-0.536×0.5=2.294mm。

从上面的计算结果我们可以看出，梯形螺纹车刀的刀宽我们可以刃磨在2.294mm之内，我通过实验发现，刀宽1.2～1.4mm时排屑比较好。以1.2mm的刀宽为例，看看如何计算比较好，由于牙高为4mm，故中滑板进给总格数为80格（中滑板和小滑板的刻度盘每小格的进给量均为0.05mm），采用分层直进切削法，中间分8刀（8层）加工，每刀10格，加工前先对好刀，然后把中滑板刻度盘调零，这样加工时进给了多少格数就一目了然了。至于小滑板在各层左右借刀切削时单侧移动的距离，看看图3所示。

然后再来计算一下每层小滑板移动的格数：

第一层：1.48÷0.05=29.6格

第二层：1.35÷0.05=27格

第三层：1.22÷0.05=24.4格

第四层：1.08÷0.05=21.6格

第五层：0.95÷0.05=19格

第六层：0.81÷0.05=16.2格

第七层：0.68÷0.05=13.6格

第八层：0.55÷0.05=11格

这样就可以得出每层单侧移动的格数了。考虑方便记数，预留精加工余量，避免破坏牙型，我就从数据中取整数，实际车削时第一层只移动26格（单侧留精车余量3至4格即0.15～0.2mm），然后每层都缩少三格，直至加工到牙底，最后换精车刀左右切削精车至尺寸精度要求。

再来看螺距为6的梯形螺纹，先按表1计算各部分的尺寸，如下：

（1）牙高：h3=0.5P+ac=0.5×6+0.5=3.5mm

（2）牙顶宽：f=0.366p=0.366×6=2.196mm

（3）牙槽底宽：W=0.366p-0.536ac=0.366×6-0.536×0.5=1.928mm

以同样的刀宽，同样的中滑板进给来车削，小滑板理论移动的数值如图4。

然后再来计算一下每层小滑板移动的格数：

第一层：1.17÷0.05=23.4格

第二层：1.03÷0.05=20.6格

第三层：0.91÷0.05=18.2格

第四层：0.77÷0.05=15.4格

第五层：0.63÷0.05=12.6格

第六层：0.51÷0.05=10.2格

第七层：0.36÷0.05=7.2格

与上例道理一样，实际车削时第一层单侧借刀移动为20格，然后每层单侧借刀切削均缩少三格，直至加工到最后一层后换精车刀精加工至尺寸精度要求。车削不同较大螺距的梯形螺纹时参考上述方法即可。

另外，我对粗车刀的几何形状和参数进行了改良，将主切削刃和前刀面分别磨成圆弧状。车削实践证明，粗车刀刀头宽度1.3mm左右，并且刀頭主切削刃和前刀面磨成圆弧状时，切削刚性足，阻力小，排屑顺畅，更能保证车削的顺利进行。

2.2 内梯形螺纹刀具的改良

内梯形螺纹刀比外梯形螺纹刀要求更高，因此我在加工内梯形螺纹时重点对刀具进行了改良。由于内梯形螺纹刀刀杆细，车削时易产生震动，导致车刀让刀或崩刀。而刀头是按规定的几何形状和角度凸出刀杆的，一旦刀头崩裂，刃磨就相当困难，严重时刀具基本报废。于是，我从刀具的刚性、耐用以及安装刃磨方便灵活的角度出发，对刀具进行了改良设计，刀头部分较难刃磨，则考虑用机夹的方式，崩裂时只需要换刀头就行了，刀头制造可以利用线切割来割出，再稍加修磨即可应用。刀柄部分用45号钢通过普车和铣床来加工，设计图如图5：

刀柄用直径为40mm左右的毛坯车出外型，再用铣床铣平上下表面，方便装夹；再用钻床钻孔，共有两个孔，一个安装螺钉，一个装夹刀头；用线切割把装夹刀头的孔加工至尺寸，再攻丝便做成。这样设计刀柄部分，一方面采用机夹的方式上刀头，方便实用，工作效率高，另一方面刀柄部分做的比较粗，加工时可以减少震动，还有就是可以装夹各种形状的刀头，如镗孔刀头、三角螺纹刀头、梯形螺纹刀头、内沟槽刀头等，比较实用。成型图如图6：

3 结束语

普通车床低速车削梯形螺纹方法多种多样，但我觉得上述介绍的分层左右借刀法切削效果最好，经改进后车削更稳定，效率更高，更容易达到质量要求。好的方法还有赖好的刀具去实拖完成，“七分刀具，三分技术”，前人积虑的经验概括充分说明，刀具在车削中起至关重要的作用。因此在改良加工方法的同时，如果能同步改良加工刀具，就能更好地保证切削加工任务的实施完成。

参考文献

[1]王公安，等.车工工艺学[M].中国劳动社会保障出版社，2011.

[2]陈海魁，等.车工技能训练[M].中国劳动社会保障出版社，2006.

[3]张文香，等.车工技能图解[M].机械工业出版社，1990.