再析CA6140车床应用“分层法”车削梯形螺纹

汪晓崇+邵南曦+徐素琴+徐颖+刘中政

摘 要： “分层法”车削梯形螺纹是直进法和左右切削法的综合应用，加工时刀尖的受力和受热情况有所改善，使得加工过程平稳。但加工较大螺距的梯形螺纹时，分层走刀次数较多，分配左右借刀余量时需计算车削的牙顶宽度，左右借刀时易出现空行程等问题。此加工方法在很大程度上降低了梯形螺纹车削的教学难度系数，但其加工范围有一定的局限性。

关键词： 分层法 梯形螺纹 走刀次数 空行程 加工范围

梯形螺纹是将旋转运动转变为直线运动的传动零件之一，不仅能准确传递运动，还可以做精密的直线分度运动。实训加工过程中，常用的低速车削方法有：直进法、左右切削法、直槽法和阶梯槽法。根据加工难度及学生特性，通过实践教学发现，利用分层法车削梯形螺纹能使学生容易理解和掌握[1]。

1.分层法车削

分层法车削梯形螺纹结合直进法和左右借刀法。在车削较大螺距的梯形螺纹时，将切削深度分为若干层（每层约0.5～2mm深），转化成为若干个较浅的梯形槽进行车削。每一层的切削都先采用直进法把深度加深，再用左右借刀法将宽度加大，从而将梯形螺纹粗车出来，最后利用精车刀精车槽底和两侧面[3]。如下图一所示。

1.1工艺分析

下面以分解图说明分层法车削梯形螺纹加工步骤，如下图二所示。

1.1.1粗车、半精车梯形螺纹外径，留精车余量0.3mm左右，倒角。

1.1.2根据切削深度，留0.5mm作为精车，粗车时将车削分为ni层（n、i均为整数，且每次切削深度逐层减小，约0.5mm～2mm）车削。采用直进法车削第一层，分次走刀至螺纹牙深的一半（见图二a）。

1.1.3采用左右借刀法将螺纹牙槽车宽，两侧分别留0.2～0.3的精车余量（见图二b）。

1.1.4将车刀退至牙槽中间，采用同样的方法（先直进法，后左右借刀法）车削第二层（见图二c），至牙槽两侧面与图二b两侧面相切。以类似的方法直至完成粗车（见图二d）。在车削过程中，注意测量槽宽，应比理论计算槽宽小。

1.1.5换精车刀，精车螺纹底径至尺寸要求，记住中滑板进刀刻度（见图二e）。

1.1.6中滑板刻度不变，向右借刀精车牙槽右侧面至达到表面粗糙度要求（见图二f）。

1.1.7中滑板刻度不变，向左借刀，精车牙槽左侧面，并测量中径尺寸，至表面粗糙度和中径尺寸符合图样要求（见图二g）。

1.2分层切削法的优点

分层法车削，分次走刀，使得刀体刚性较好，并且利用左右借刀法，避免三刃同时切削而损坏刀头，不会产生振动和扎刀现象。每次左右借刀时，只需要做到牙槽两侧面与上次借刀后的两侧面相切即可，能够得到较清晰的牙型，容易保证尺寸精度和获得较好的表面粗糙度。实践教学中，教师能够形象、较直观地把车削方法讲解和传授给学生，学生也能较快、较容易地掌握这种车削方法，大大降低了教学难度。

1.3分层切削的缺点

分层法车削梯形螺纹，通常不是一次性就将梯形螺纹车削出来的，需要分为若干层进行车削，每层次车削时用到直进法和左右借刀法，其走刀次数与车削螺距、车刀强度等有关。当螺距过大时，走刀次数过多。在左右借刀时，由于借刀量较少，由一侧向另一侧借刀时容易出现空行程，出现牙槽宽度与理论计算有较大差值，不能够准确控制牙槽宽度。

1.4分层切削法的加工范围

根据车刀强度、螺距的大小，经过实践，对于精度要求较高或螺距为4mm～8mm时，采用分层法比较合适（下面表一是以车削Tr-32×6-7e为例）。当螺距小于4mm时，通常采用直进法或左右借刀法进行车削，当直径大于8mm时，一般采用切阶梯槽的方法。

2.分层法车削时的注意事项

2.1车削时注意力要集中，防止中滑板手柄多进一圈而撞坏车刀或使工件因碰撞而报废。

2.2粗车螺纹时，应将小滑板调紧一些，以防车刀发生移位而产生乱牙。

2.3在一夹一顶定位车削螺纹时，尾座套筒应伸长一点，否则在左右借刀时小滑板手柄会与尾座发生干涉。在精车前，最好重新修研中心孔，以保证螺纹的同轴精度。

2.4在车削过程中如出现车刀磨损或刀头断裂等问题，需及时刃磨车刀。刃磨后的车刀需重新利用角度样板进行对刀。对刀时车床必须先开正转后停止，决不允许反转车刀，以防止乱牙现象产生。

2.5车螺纹时，选择较小的切削用量，减少工件的变形，同时应充分加注切削液。

经过实践检验，分层法这种容易理解和掌握的梯形螺纹车削方法已经得到学生的充分认可。但在生产实践中梯形螺纹的车削是相当复杂的，车削过程中不能仅仅应用一种方法车削，而应融会贯通。因此，学生只有掌握和熟练各种车削方法，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]李明丽.分层法车削梯形螺纹[J].金属加工（冷加工），2016，（7）：60-62.

[2]马胜利.梯形螺纹加工分层排刀法的启示[J].案例CASES，2013，（9）.

[3]纪化.分层法车削梯形螺纹的教学探究[J].内江科技，2013，（3）：165-167.