巧用右旋梯形螺纹刀加工左旋梯形螺纹

tonii

巧用右旋梯形螺纹刀加工左旋梯形螺纹

摘要：介绍了左、右旋梯形螺纹加工的特点，通过对右旋梯形螺纹机夹刀片后角等角度的刃磨，有效解决了利用右旋梯形螺纹刀片加工左旋梯形螺纹的问题，不仅保证了左旋梯形螺纹的尺寸与形位公差，而且极大地提高了生产率，在生产实践中具有一定的工程实践指导意义。

1.梯形螺纹加工特点与方法

梯形螺纹是应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°（在我国应用较少），我国主要应用米制梯形螺纹，其牙型角为30°。29°梯形螺纹按照1in多少牙数来表示，30°梯形螺纹用螺距表示。

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、切削抗力大且精度要求高，一般车削梯形螺纹用以下几种方法：

（1）直进法。即每一刀都在X向进给，直至牙底处。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，导致加工排屑困难，切削力和切削热增加，刀头磨损严重，容易产生“扎刀”和“崩刃”现象，因此这种方法不适宜大螺距螺纹的加工。

（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况有所改善，不易产生“扎刀”等现象。

（3）交叉法。螺纹车刀分别沿左、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相似，利用此方法，螺纹车刀的两刃都参与了切削。

（4）切槽粗切法。该方法现有切槽刀粗切出螺纹槽，再用梯形螺纹车刀进行螺纹的加工。

tonii

2．梯形螺纹加工刀具的选择

根据加工种类的不同，车削加工左、右旋梯形螺纹所选用的刀具也不同，如图1所示分别为左、右旋梯形螺纹刀片，图2所示为左、右旋梯形螺纹刀杆。



由图3可以看出，加工左、右旋梯形螺纹时，螺纹车刀顺走刀方向一面的实际后角将加上螺旋角值ω，而背走刀方向一面的实际后角将减去螺旋角值ω，因此在刃磨梯形螺纹车刀时，一定要两侧刃后角加上或减去相应螺旋角值。设定后角取3o～5o，则两侧刃后角应按下列公式计算

顺走刀方向的侧刃后角
α =（3o～5o）+ω

背走刀方向的侧刃后角
α =（3o～5o）－ω

图3  螺旋角对车刀实际后角的影响

tonii

3．问题的引出

如图4所示，要生产加工同一型号的左、右旋梯形螺纹各50件。加工右旋梯形螺纹的时候，由于螺纹刀起刀点在最右端，刀具从右往左进刀，刀具与工件没有发生干涉，可以顺利加工完成；但当车削左旋梯形螺纹的时候，由于梯形螺纹的进刀点是从退刀槽处进刀，刀具从左往右进刀，由图4看出，退刀槽的长度为12mm，如果选用左旋梯形螺纹刀加工，刀具刀柄的左侧部分与长度为48mm、直径为35mm的圆柱部分发生干涉，不能正常切削加工。


解决方案1：将左旋梯形螺纹刀柄与长度为48mm、直径为35mm的圆柱部分发生干涉的部分磨削下去，直至不发生干涉为止。经过磨削修整，进行试切削，发现刀具的整体稳定性下降，车削出的螺纹精度差，甚至有乱牙情况发生，说明此解决方案失败，左旋梯形螺纹刀不能再使用。

解决方案2：改用右旋梯形螺纹刀车削左旋梯形螺纹。需要注意的是，根据前面的分析，需要将螺纹车刀顺走刀方向一面的实际后角将加上螺旋角值ω，即：顺走刀方向的侧刃后角α =（3o～5o）+ω，可以在金刚石砂轮上将右旋梯形螺纹刀片右侧的后角进行刃磨修整，使其后角α =（3o～5o）+ω，如图5所示。


将经过刃磨后的右旋梯形螺纹刀片安装在右旋梯形螺纹刀杆上，通过编程程序，轻松将50件工件加工完毕，不仅保证了左旋梯形螺纹的尺寸与形位公差，而且还极大地提高了生产率，说明此方案可行。

tonii

4．梯形螺纹的编程加工

　　梯形螺纹Tr32×6，公称直径32mm，螺距6mm，经计算底径为25mm，单边总背吃刀量为3.5mm。在编制程序时要严格控制每次吃刀的深度。根据梯形螺纹加工的特点，可以把梯形螺纹分六个阶段进行加工，分别为三次粗车和三次精车。其中三次粗车中包含了左移和右移，三次精车中也包含了左移和右移，最后再整体精车走一次去除让刀。参考程序如下（FANUC系统）：

O00001；
G90 G54 M03 S200；
T0101；
M08；
G00 X32. Z40.；
G92 X30.8 Z0F6.；
X30.2；
X29.7；
X29.3；
X29.；
X28.7；
X28.4；
X28.2；
X28.；
X27.7；
X27.5；
X27.35；
X27.25；
G00 X32. Z39.52；
G92 X30.8Z0.F6.；
X30.2；
X29.7；
X29.3；
X29.；
X28.7；
X28.4；
X28.2；
X28.；
X27.7；
X27.5；
X27.35；
X27.25；
G00 X32.Z40.48；
G92 X30.8 Z0. F6.；
X30.2；
X29.7；
X29.3；
X29.；
X28.7；
X28.4；
X28.2；
X28.；
X27.7；
X27.5；
X27.35；
X27.25；
G00 X32. Z40.；
G92 X27.1 Z0 F6.；
X25.85；
X25.75；
X25.65；
X25.6；
X25.55；
X25.55；
G00 X32. Z39.52；
G92 X27.1 Z0 F6.；
X25.85；
X25.75；
X25.65；
X25.6；
X25.55；
X25.55；
G00 X32. Z40.48；
G92X27.1 Z0 F6.；
X25.85；
X25.75；
X25.65；
X25.6；
X25.55；
X25.55；
G92 X25.55 Z0 F6.；
G00 X32. Z39.52；
G92 X25.55 Z0 F6.；
G00 X32. Z40.48；
G92 X25.55 Z0 F6.；
G00 X100.；
Z100.；
M30；
%

tonii

5．梯形螺纹加工过程中的刀具整修问题

在加工工程中由于梯形螺纹刀具的磨损，会导致螺纹深度加工不能到达实际尺寸而导致螺纹中经不合格，这时候需要对螺纹进行整修。如果工件还在数控机床上，可以利用精加工程序精车到尺寸，直至螺纹规检验合格。如果工件已经拆卸，则需要在卧式车床上进行螺纹的修整：①需要对不合规格的螺纹进行中径尺寸测量。②根据螺纹牙型角进行左右和深度方向的计算。③进行加工。需要注意的是在进行修整梯形螺纹时，单一的修整轴向或者径向会同时带动修整的另一个方向尺寸的变化，从而导致梯形螺纹的不合格。利用右旋梯形螺纹刀片，最终车削加工完成的左旋梯形螺纹结果如图6所示。