论多线螺纹的车削技术
摘要：本文从螺纹车刀的正确刃磨和分线方法两方面入手来解决车削多头螺纹的难点问题——“扎刀”和“分线不匀”，通过详细的剖析，使同学们在车削多线螺纹这个课题时，不仅有效地能够保证加工工件的质量，而且在加工效率方面也会有很大的提高。
关键词：多线螺纹、扎刀、分线
多线螺纹的加工不仅是中级车工技能鉴定经常考核的内容，而且也是车工实操训练中难度较大的实习课题。由于其导程角较大，牙型深，切削层面积大，所以加工时常常会出现“扎刀”现象；又因为操作者个人的技术水平问题会使其在加工中出现“分线”不匀现象。那么针对于这两个难点，如何去解决使加工出来的工件既符合图纸技术要求又能提高加工效率呢？根据本人多年从事车工生产实习的经验，我觉得可从两方面入手：正确刃磨车刀和操作时采用正确的分线方法。下面就从这两方面，浅谈一下典型的多线螺纹～多头蜗杆的车削。
一、正确的刃磨出具有合理几何参数的刀具。
车刀刃磨的好坏，不仅直接影响加工工件质量，而且也决定着生产效率的高低，它是保证加工质量的首要条件，是一个前提。对于蜗杆车刀几何参数选择，主要根据工件的材料和刀具材料来考虑。其刃磨总体要求是： 车刀不仅锋利，刃口平直，而且要具备良好的强度和韧性，同时车刀前后 刀面尽可能的表面粗糙度要好。
根据蜗杆加工可划分粗加工和精加工两个阶段，相对应的其车刀也有粗车刀和精车刀两类。由于加工性质不同，二者的几何参数明显不同。具体地：
（一）蜗杆粗车刀（角度）的选择原则：
1．车刀左右切削刃之间的夹角要小于2倍齿行角（40º），一般为 39º30' 。
2．车刀材料为强度和硬度都比较好的高速钢（W18Cr4V ）。
3．刃磨时，刀头宽度要小于牙槽底宽（0.3mm ～0.5mm ），以便左右车削并留有精加工余量。
4．在切削钢料时，纵向前角γp =10º～15º，纵向后角αp =6º～8º。
5．由于螺纹升角影响较大，车刀左刃后角αol =（3º～5º）+γ，右刃后角αor =（3º～5º）-γ。
6．刀尖适当导圆，用以增加刀尖强度，一般R ＝（1.5～3）mm 。 如图：
图1
（二） 蜗杆精车刀（角度）的选择原则：
1．车刀左右切削刃之间的夹角要等于2倍齿行角（40º）。
2．刃磨时，刀头宽度要小于牙槽底宽0.3mm ～0.5mm 。
3．在切削钢料时，纵向前角γp =0º，纵向后角αp =6º～8º。
4．刃磨时，车刀左右切削刃直线度要好，前、后刀面表面粗糙度数值
小，Ra 值≤0.4，保证在切削过程中使多头蜗杆的牙侧获得较小的表面粗糙度。
5．为了保证左右切削刃切削顺利，最好磨有较大前角的卷屑槽， γo =15º～20º。
如图2：
图2
（三）在刃磨车刀时有几个注意事项要加以说明：
1．蜗杆车刀的刃磨步骤和梯形螺纹车刀的刃磨类似，即：主后刀面～副后刀面～前刀面～修磨～研磨（油石）。
2．刃磨车刀时，要不断的用样板检测刀尖角是否达到要求（40º）。
3．刃磨车刀时，要不断的用万能角度尺检测左右后角是否合格，用以在车削过程中出现“扎刀”现象时排除车刀因素。如图3、图4
4．刃磨完车刀，用油石进行备刀时，千万不要将切削刃备钝。
万能角度尺测量左后角（3º～5º）+γ
图3
万能角度尺测量右后角（（3º～5º）-γ
图4
二、掌握正确的粗精车方法，抑制扎刀与分线不匀。
车削时，采用合理正确的粗精车方法，是保证工件加工质量和提高加
工效率的重要手段和有效措施。
（一）扎刀原因
在车削操作训练过程中，扎刀是经常出现的现象，在出现扎刀问题后，
有的同学就会产生害怕的心理，因而每次进刀都很小心，切削深度较少，走刀次数增多，致使切削蜗杆的效率降低，甚至屡次出现扎刀现象，造成了“越扎越怕”的心理。为什么会这样呢？因为没有掌握好产生扎刀的原因和解决办法，脑中机械茫然。因此，车削出现扎刀问题后，要根据具体 情况，及时分析并找出产生扎刀的原因，从而采取有效的方法加以解决。
扎刀具体原因有： 车床中滑板、小滑板的间隙没有调整适当；安装车
刀时刀杆伸出过长或刀杆刚性不足；车刀刀尖低于工件中心；工件刚性不足；车刀不够锋利；车刀正前角过大，造成径向切削力把车刀拉向工件造
成“扎刀”；操作方法不当，车刀三个刃同时受力。
预防和解决“扎刀“问题产生的方法：粗车前，要适当调整好车床滑板间隙；车刀的伸出长度尽量短一些，刀杆尽量粗些；安装车刀刀尖等高于工件中心；合理安排工序保证工件装夹刚性；车刀几何参数选好，保持锋利；操作方法要正确，采用左右车削法，避免三个刃同时切削。
（二）粗车方法。
在车削多头蜗杆前，首先要计算出蜗杆相关参数，如周节（P ）、导程（L ）、全齿高（h ）、齿顶高（ha ） 、齿根圆直径（d ） 、齿顶宽（f ）、齿根槽宽（w ）、法向齿厚（Sn ） 等，然后开始粗车。粗车时有一定的要求，即在短时间内挖槽成型，为精车留下足够余量。这就要求吃刀量要大，切削速度相对高一些（15m/min～20m/min），才能保证加工效率。车削步骤及过程：
1. 划线。其目的就是利用三角螺纹车刀刀尖根据算出的参数在外圆处划出相应的车削区域，车削完毕，保证精车余量。双线螺纹划出四条线，三线螺纹划出六条线，以次类推。以双线为例，先按照车床铭牌表将各手柄位臵放在相应位臵，然后开车床，划出第一条线（导程L ），小滑板向前移动一个螺距P ，划出第二条线，再将小滑板向前移动一个齿顶宽f ，划出
第三条线，最后将小滑板向前移动一个螺距P ，划出第四条线。划线要求： 螺旋线轻微可见，勿以划重。
2. 粗车。将蜗杆粗车刀对准第一条区域，中滑板对零，用“斜进拓宽
法”或“左右拓宽法”粗车，粗车完第一个螺旋槽后，小滑板向前移动一个螺距，再粗车另一个螺旋槽区域，前后两次中滑板进刀刻度一定相同。
斜进拓宽法如图5
1）说明：
①箭头1是指小滑板向右，中滑板刻度不变的进给；箭头2是指小滑板
向左，中滑板刻度不变的进给。
②从图中看出，开始进刀时，采用直进法，而后采用斜进法并逐层拓宽。用直进法时，切削深度要大，一般为0.5mm ～1.5mm （双边），2～3刀。
右斜进
2）注意事项：
①粗车前，要找正小滑板移动方向与主轴平行。（利用百分表检测） ②粗车时，不要超过划线区域，同时，要用游标卡尺不断检测齿顶宽，所测尺寸要大于齿顶宽。
③车削时，要不断地观察车刀在牙槽中的状况，主要看车刀切削刃两侧有无缝隙，如果没有缝隙，中滑板不要进刀，小滑板向左或向右拓宽，再斜进。
④扎刀瞬间，一定要及时退刀，并重新对刀入槽。
⑤以上车削图只是一个参考，还有其它车削方法，不要机械。
（三）精车方法
蜗杆精车与粗车相比是比较复杂的，因为精车过程不仅仅是控制尺寸，而且还存在分线，所以这个阶段需要耗用车削加工的大部分时间。精车与分线是两个连续的过程，密不可分，多线螺纹的车削关键也在分线。因为如果分线误差过大，就会造成多线螺纹的螺距不等，使内外螺纹配合时只有一条或少数几条线啮合，降低使用寿命。所以必须掌握好分线方法，重视分线精度。
在课题教学中，要求同学们掌握精车时利用百分表和量块分线法，因为这种方法较准确。但是，这样车削比较费事，实际上，我们可以不用百分表、量块分线法，直接用轴向小滑板刻度分线法，采用正确的操作方法也可以满足加工要求。
1.精车（含分线）步骤及其方法：
在粗车完毕后，要进行排刀，从而为精车做好准备。
1）换用精车刀，样板上刀。
2）对刀：可采用静止对刀法和动态对刀法，对刀一定要准确。
3）选取切削速度Vc
①内容：排刀后（半精车）后，换精车刀，牙侧1光刀，然后车刀向前移动一个周节P ，再车削牙侧2，以牙侧1牙侧2为测量（车削）基准，精车牙背两侧，使法向齿厚S 1n =S2n ，，最后用齿轮卡尺检验跨牙尺寸S 1是否与S 2相等。通过比较分析哪一个牙厚尺寸大，然后就以“瘦牙”尺寸为基准（用粉笔作标记），光刀“肥牙”牙侧，再检验，分头完毕。
②检验S 1是否与S 2相等时，有几种情况。
a.S 1>S2，S 1n 合格，光刀牙侧2；
b.S 1>S2，S 2n 合格，光刀1牙右侧；
c.S 1
d ．S 1
内螺纹
外螺纹
2. 注意事项：
1）用小滑板刻度分线法移动小滑板时，小滑板手柄转动方向相同，避免由于小滑板丝杠与螺母的间隙而产生的误差。
2）测量时S 1、S 2、S 1n 、S 2n 都是法向尺寸。
3）在排刀（半精车）后，尽可能的使精车余量小一些。
4）必要时，这种车削同一侧面的精加工方法可再使用一次，但前提是要有精加工余量。
以上是以双头蜗杆车削为例，实际上多线梯形螺纹的车削方法与其一样，只不过测量相对麻烦些，用三针法检测中径。但测量时，也可以用齿厚卡尺检测法向齿厚（在图纸上实际并不标注法向齿厚，而是标注中径公差），这里有一个转化技巧，即中径公差如何向法向齿厚公差转换。如图：
图 8
公差带
计算事项：
图8中，中径公差T 中 = es-ei =（-0.033）-（-0.060）=0.027 放大图中，tg α=Ts /2，Ts=T中〃tg α=0.027 tgα T 中/2
轴向齿厚公差Ts= T中〃tg α=（es-ei ）tg α
结论：法向齿厚上偏差es n = esx cos γ = estgαcos γ；
法向齿厚下偏差ei n = eix cos γ = eitgαcos γ。
其中，α=15º，γ～螺纹升角。
虽然多线螺纹较难加工，但是通过以上典型例子的分析，只要掌握好车刀的刃磨技术和分线操作技术，熟练其要领，掌握其技巧，并附以多加练习，不断地总结经验，我想 对于“扎刀”和“分线不均”的问题，同学们一定会解决的，而且在很短的时间内加工出合格的工件，出色的完成课题。
参考文献：1. 《车工工艺与技能训练》 中国劳动社会保障出版社
彭德荫主编
2.《中级车工技术》 机械工业出版社
杨授时主编
11
论多线螺纹的车削技术
摘要：本文从螺纹车刀的正确刃磨和分线方法两方面入手来解决车削多头螺纹的难点问题——“扎刀”和“分线不匀”，通过详细的剖析，使同学们在车削多线螺纹这个课题时，不仅有效地能够保证加工工件的质量，而且在加工效率方面也会有很大的提高。
关键词：多线螺纹、扎刀、分线
多线螺纹的加工不仅是中级车工技能鉴定经常考核的内容，而且也是车工实操训练中难度较大的实习课题。由于其导程角较大，牙型深，切削层面积大，所以加工时常常会出现“扎刀”现象；又因为操作者个人的技术水平问题会使其在加工中出现“分线”不匀现象。那么针对于这两个难点，如何去解决使加工出来的工件既符合图纸技术要求又能提高加工效率呢？根据本人多年从事车工生产实习的经验，我觉得可从两方面入手：正确刃磨车刀和操作时采用正确的分线方法。下面就从这两方面，浅谈一下典型的多线螺纹～多头蜗杆的车削。
一、正确的刃磨出具有合理几何参数的刀具。
车刀刃磨的好坏，不仅直接影响加工工件质量，而且也决定着生产效率的高低，它是保证加工质量的首要条件，是一个前提。对于蜗杆车刀几何参数选择，主要根据工件的材料和刀具材料来考虑。其刃磨总体要求是： 车刀不仅锋利，刃口平直，而且要具备良好的强度和韧性，同时车刀前后 刀面尽可能的表面粗糙度要好。
根据蜗杆加工可划分粗加工和精加工两个阶段，相对应的其车刀也有粗车刀和精车刀两类。由于加工性质不同，二者的几何参数明显不同。具体地：
（一）蜗杆粗车刀（角度）的选择原则：
1．车刀左右切削刃之间的夹角要小于2倍齿行角（40º），一般为 39º30' 。
2．车刀材料为强度和硬度都比较好的高速钢（W18Cr4V ）。
3．刃磨时，刀头宽度要小于牙槽底宽（0.3mm ～0.5mm ），以便左右车削并留有精加工余量。
4．在切削钢料时，纵向前角γp =10º～15º，纵向后角αp =6º～8º。
5．由于螺纹升角影响较大，车刀左刃后角αol =（3º～5º）+γ，右刃后角αor =（3º～5º）-γ。
6．刀尖适当导圆，用以增加刀尖强度，一般R ＝（1.5～3）mm 。 如图：
图1
（二） 蜗杆精车刀（角度）的选择原则：
1．车刀左右切削刃之间的夹角要等于2倍齿行角（40º）。
2．刃磨时，刀头宽度要小于牙槽底宽0.3mm ～0.5mm 。
3．在切削钢料时，纵向前角γp =0º，纵向后角αp =6º～8º。
4．刃磨时，车刀左右切削刃直线度要好，前、后刀面表面粗糙度数值
小，Ra 值≤0.4，保证在切削过程中使多头蜗杆的牙侧获得较小的表面粗糙度。
5．为了保证左右切削刃切削顺利，最好磨有较大前角的卷屑槽， γo =15º～20º。
如图2：
图2
（三）在刃磨车刀时有几个注意事项要加以说明：
1．蜗杆车刀的刃磨步骤和梯形螺纹车刀的刃磨类似，即：主后刀面～副后刀面～前刀面～修磨～研磨（油石）。
2．刃磨车刀时，要不断的用样板检测刀尖角是否达到要求（40º）。
3．刃磨车刀时，要不断的用万能角度尺检测左右后角是否合格，用以在车削过程中出现“扎刀”现象时排除车刀因素。如图3、图4
4．刃磨完车刀，用油石进行备刀时，千万不要将切削刃备钝。
万能角度尺测量左后角（3º～5º）+γ
图3
万能角度尺测量右后角（（3º～5º）-γ
图4
二、掌握正确的粗精车方法，抑制扎刀与分线不匀。
车削时，采用合理正确的粗精车方法，是保证工件加工质量和提高加
工效率的重要手段和有效措施。
（一）扎刀原因
在车削操作训练过程中，扎刀是经常出现的现象，在出现扎刀问题后，
有的同学就会产生害怕的心理，因而每次进刀都很小心，切削深度较少，走刀次数增多，致使切削蜗杆的效率降低，甚至屡次出现扎刀现象，造成了“越扎越怕”的心理。为什么会这样呢？因为没有掌握好产生扎刀的原因和解决办法，脑中机械茫然。因此，车削出现扎刀问题后，要根据具体 情况，及时分析并找出产生扎刀的原因，从而采取有效的方法加以解决。
扎刀具体原因有： 车床中滑板、小滑板的间隙没有调整适当；安装车
刀时刀杆伸出过长或刀杆刚性不足；车刀刀尖低于工件中心；工件刚性不足；车刀不够锋利；车刀正前角过大，造成径向切削力把车刀拉向工件造
成“扎刀”；操作方法不当，车刀三个刃同时受力。
预防和解决“扎刀“问题产生的方法：粗车前，要适当调整好车床滑板间隙；车刀的伸出长度尽量短一些，刀杆尽量粗些；安装车刀刀尖等高于工件中心；合理安排工序保证工件装夹刚性；车刀几何参数选好，保持锋利；操作方法要正确，采用左右车削法，避免三个刃同时切削。
（二）粗车方法。
在车削多头蜗杆前，首先要计算出蜗杆相关参数，如周节（P ）、导程（L ）、全齿高（h ）、齿顶高（ha ） 、齿根圆直径（d ） 、齿顶宽（f ）、齿根槽宽（w ）、法向齿厚（Sn ） 等，然后开始粗车。粗车时有一定的要求，即在短时间内挖槽成型，为精车留下足够余量。这就要求吃刀量要大，切削速度相对高一些（15m/min～20m/min），才能保证加工效率。车削步骤及过程：
1. 划线。其目的就是利用三角螺纹车刀刀尖根据算出的参数在外圆处划出相应的车削区域，车削完毕，保证精车余量。双线螺纹划出四条线，三线螺纹划出六条线，以次类推。以双线为例，先按照车床铭牌表将各手柄位臵放在相应位臵，然后开车床，划出第一条线（导程L ），小滑板向前移动一个螺距P ，划出第二条线，再将小滑板向前移动一个齿顶宽f ，划出
第三条线，最后将小滑板向前移动一个螺距P ，划出第四条线。划线要求： 螺旋线轻微可见，勿以划重。
2. 粗车。将蜗杆粗车刀对准第一条区域，中滑板对零，用“斜进拓宽
法”或“左右拓宽法”粗车，粗车完第一个螺旋槽后，小滑板向前移动一个螺距，再粗车另一个螺旋槽区域，前后两次中滑板进刀刻度一定相同。
斜进拓宽法如图5
1）说明：
①箭头1是指小滑板向右，中滑板刻度不变的进给；箭头2是指小滑板
向左，中滑板刻度不变的进给。
②从图中看出，开始进刀时，采用直进法，而后采用斜进法并逐层拓宽。用直进法时，切削深度要大，一般为0.5mm ～1.5mm （双边），2～3刀。
右斜进
2）注意事项：
①粗车前，要找正小滑板移动方向与主轴平行。（利用百分表检测） ②粗车时，不要超过划线区域，同时，要用游标卡尺不断检测齿顶宽，所测尺寸要大于齿顶宽。
③车削时，要不断地观察车刀在牙槽中的状况，主要看车刀切削刃两侧有无缝隙，如果没有缝隙，中滑板不要进刀，小滑板向左或向右拓宽，再斜进。
④扎刀瞬间，一定要及时退刀，并重新对刀入槽。
⑤以上车削图只是一个参考，还有其它车削方法，不要机械。
（三）精车方法
蜗杆精车与粗车相比是比较复杂的，因为精车过程不仅仅是控制尺寸，而且还存在分线，所以这个阶段需要耗用车削加工的大部分时间。精车与分线是两个连续的过程，密不可分，多线螺纹的车削关键也在分线。因为如果分线误差过大，就会造成多线螺纹的螺距不等，使内外螺纹配合时只有一条或少数几条线啮合，降低使用寿命。所以必须掌握好分线方法，重视分线精度。
在课题教学中，要求同学们掌握精车时利用百分表和量块分线法，因为这种方法较准确。但是，这样车削比较费事，实际上，我们可以不用百分表、量块分线法，直接用轴向小滑板刻度分线法，采用正确的操作方法也可以满足加工要求。
1.精车（含分线）步骤及其方法：
在粗车完毕后，要进行排刀，从而为精车做好准备。
1）换用精车刀，样板上刀。
2）对刀：可采用静止对刀法和动态对刀法，对刀一定要准确。
3）选取切削速度Vc
①内容：排刀后（半精车）后，换精车刀，牙侧1光刀，然后车刀向前移动一个周节P ，再车削牙侧2，以牙侧1牙侧2为测量（车削）基准，精车牙背两侧，使法向齿厚S 1n =S2n ，，最后用齿轮卡尺检验跨牙尺寸S 1是否与S 2相等。通过比较分析哪一个牙厚尺寸大，然后就以“瘦牙”尺寸为基准（用粉笔作标记），光刀“肥牙”牙侧，再检验，分头完毕。
②检验S 1是否与S 2相等时，有几种情况。
a.S 1>S2，S 1n 合格，光刀牙侧2；
b.S 1>S2，S 2n 合格，光刀1牙右侧；
c.S 1
d ．S 1
内螺纹
外螺纹
2. 注意事项：
1）用小滑板刻度分线法移动小滑板时，小滑板手柄转动方向相同，避免由于小滑板丝杠与螺母的间隙而产生的误差。
2）测量时S 1、S 2、S 1n 、S 2n 都是法向尺寸。
3）在排刀（半精车）后，尽可能的使精车余量小一些。
4）必要时，这种车削同一侧面的精加工方法可再使用一次，但前提是要有精加工余量。
以上是以双头蜗杆车削为例，实际上多线梯形螺纹的车削方法与其一样，只不过测量相对麻烦些，用三针法检测中径。但测量时，也可以用齿厚卡尺检测法向齿厚（在图纸上实际并不标注法向齿厚，而是标注中径公差），这里有一个转化技巧，即中径公差如何向法向齿厚公差转换。如图：
图 8
公差带
计算事项：
图8中，中径公差T 中 = es-ei =（-0.033）-（-0.060）=0.027 放大图中，tg α=Ts /2，Ts=T中〃tg α=0.027 tgα T 中/2
轴向齿厚公差Ts= T中〃tg α=（es-ei ）tg α
结论：法向齿厚上偏差es n = esx cos γ = estgαcos γ；
法向齿厚下偏差ei n = eix cos γ = eitgαcos γ。
其中，α=15º，γ～螺纹升角。
虽然多线螺纹较难加工，但是通过以上典型例子的分析，只要掌握好车刀的刃磨技术和分线操作技术，熟练其要领，掌握其技巧，并附以多加练习，不断地总结经验，我想 对于“扎刀”和“分线不均”的问题，同学们一定会解决的，而且在很短的时间内加工出合格的工件，出色的完成课题。
参考文献：1. 《车工工艺与技能训练》 中国劳动社会保障出版社
彭德荫主编
2.《中级车工技术》 机械工业出版社
杨授时主编
11