梯形螺纹快速加工技术

内蒙古包头轻工职业技术学院 刘百顺

前言

梯形螺纹相对于普通螺纹具有工艺性好、牙根强度高、螺纹副对中性好、可以调整间隙等特点，常用于机床丝杠、刀架丝杆等螺旋传动。梯形螺纹的基本牙型是由原始三角形截去顶部和底部所形成的内、外螺纹共有的理论牙型。在机械加工生产过程中，普通螺纹的加工方式有很多种，如车削、板牙套制、滚压等，而梯形螺纹以车削加工为主，对加工刀具的要求也比较高，常见参考资料对具刃磨的介绍也不够详细，对梯形螺纹加工的三要素也没有明确的要求。梯形螺纹的具体结构和参数如图1、表1。在日常教学和生产中，接到某厂委托加工一梯形螺纹零件。根据日常教学和实际生产加工，总结出一点快速加工梯形螺纹的方法、技术，仅供大家参考。

图1 梯形螺纹基本牙型

表1 梯形螺纹各部分名称、代号及计算公式

1 梯形螺纹加工工艺过程

根据图纸和零件的技术要求，选用经调质处理后的45#钢棒料为毛坯，加工工艺过程如下：

（1）粗车外圆；（2）调质；（3）精车外圆至梯形螺纹大经；（4）粗车螺纹；（5）精车螺纹；（6）剃扣头。

2 刀具的选用

2.1 车削梯形螺纹刀具工作原理分析

一般车削外圆时由于纵向进给量f较小，它对车刀工作角度的影响通常均忽略不计；但在车削螺纹，尤其是车削多头螺纹时，纵向进给的影响就不可轻视了。如图2车削螺纹时的角度。

图2 车削螺纹时角度

因车刀的λs=0，当不考虑纵向进给时，切削平面的Ps垂直于刀杆底面，而刀杆底面是与基面Pr平行的，在假定工作平面内标注角度γf和αf，在正交平面内标注角度γ0和α0；当考虑进给运动之后，切削平面Pse改为切于圆柱螺纹面的平面，基面Pre垂直于切削平面Pse，故与刀杆底面不再平行，它们分别相对于Pr或Ps倾斜了同样的角度，这个角度在假定平面Pf中为μf，在正交平面Po中为μo，因此刀具在上述假定工作平面内的工作角度为：

式中：f为切向进给量或被切削螺纹的导程，对于单头螺纹，f等于螺距；dw为工件直径或螺纹外径。

在正交平面内，刀具的工作角度为：

由以上各式得知，μf与μo的值与进给量f及工件的直径dw有关，f越大或dw越小，μf与μo的值增大，因此说明车削右螺纹时，车刀左侧刀刃应适当加大刃磨后角，而右侧刀刃应设法增大刃磨前角。

2.2 刀具的选用和刃磨方法

为保证梯形螺纹有足够的强度、稳定的组织、良好的耐磨性、适当的硬度和韧性以及良好的工艺性能，所以采用毛坯材料选用经调质处理的45#钢，车刀刀片材料采用YT15，即硬质合金刀具。

在粗加工时，选用普通外螺纹车刀进行改制，根据梯形螺纹的要求，将螺纹刀具改制为快速专用梯形螺纹刀具，刀具的结构如图3所示。

图3 刀具的结构

2.3 加工方法

在加工P≤4梯形螺纹时，要求刀尖宽度等于螺纹底槽宽度。采用直进法加工，主轴转速为300r/min，背吃刀量为0.5mm，直接加工到螺纹所需要的尺寸。

在加工P≥4梯形螺纹时，要求刀尖宽度为2mm。第一步采用直进法，主轴转速为300r/min，背吃刀量为0.5mm，直进深度为2mm。第二步采用侧进法，每次刀具向主轴方向偏移0.3mm，直进方向0.4mm，直至加工到梯形螺纹所需要的尺寸要求。第三步采用高速钢刀条刃磨为成型刀具，修整螺纹牙型及表面精度。

3 总结

加工梯形螺纹的方式方法很多，不同的加工条件和不同的零件要求，所采用的加工方法不同。本文根据梯形螺纹的自身特点，结合工作实际和工作经验，提出采用刃磨专用刀具来加工梯形螺纹的方法，改善了常用的直进法加工速度相对较慢的问题，提高了加工梯形螺纹的工作效率和加工精度，进而提高了生产效益。

[1]张维纪.金属切削原理及刀具[M].浙江大学出版社,1991.

[2]郑绍芸,郧建国.梯形螺纹精车刀的改进与应用[J].现代制造工程,2004(04).

[3]唐书林,严瑞强.梯形螺纹的数控加工方法[J].现代制造工程,2008(06).