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基於車、鉗加工特點設計的套絲裝置加工（gōng）外螺紋分析比較

2020-5-17 來源（yuán）：海軍士官學校 ②蚌（bàng）埠玻璃工業設計研究院作者：盧亞萍；王凱；任莉

摘要：機械加工中，螺紋的（de）加工非常廣泛。本文介紹了三種傳統加工普通三（sān）角形螺紋的方法，比較分析，重點講解一種（zhǒng）用於車（chē）床自套（tào）絲裝置，此裝置將圓板牙安裝在套絲裝置上與車床結合來完成外螺紋的快速加工。該套絲裝置（zhì）將鉗工套絲與（yǔ）車床結合，使得加工普通三角形外螺紋操（cāo）作簡便、工效高、勞動強度低、加工質（zhì）量較高等特點，具有廣泛的使用與推廣價值。

關鍵詞：機械製造；螺紋加工；車削螺紋；鉗工套絲；質量與效率

0 引言

在機械結構中，螺紋連接是較常見的一種方式，而最常見的就是普通三角形螺紋。三角形螺紋分粗牙三角螺紋和和（hé）細牙三角螺紋兩種，細牙三角螺紋具備導程小，升角小等特點，可實現自鎖，常用於薄壁管聯接（jiē）中、振動大或載荷不規（guī）律變化（huà）的聯接。螺紋的加工方法有很多：普通車削（xuē）加工螺紋、數控車削加工螺紋、鉗（qián）工套絲加工等（děng）等。普通車削或（huò）鉗工套絲加工螺紋，效率低、勞動（dòng）強度大、質（zhì）量也不夠穩定。數控加工雖然具有質量與效率優勢，然而設備比較複（fù）雜。另外，自（zì）製車床（chuáng）套絲（sī）裝置（zhì）是利用鉗工套絲（sī）的（de）圓板牙與車床尾座結合，利用車床主軸帶動工件（jiàn）低速轉動，快速（sù）加工普通三角形（xíng）外螺紋。該方法操作簡（jiǎn）單、效率高、加工質量（liàng）好等獨特優勢與特點。

1 、簡析傳（chuán）統加（jiā）工三角形外螺紋的方法

一（yī）般加工普（pǔ）通三角形外螺紋，最常見的方法有利用車床（chuáng）車削螺紋。車削螺紋主要有（yǒu）兩種，采用提（tí）起開合螺母法車削螺紋和倒順車法車螺紋（wén）。開合螺母法車螺紋，先調低主軸轉速（100r/min），啟動車（chē）床（chuáng）並移動螺紋車刀，左手握中滑板手柄，右手握開合螺母手柄。右手壓下開合螺母，使（shǐ）刀尖在（zài）工件表麵（miàn）車出一條螺旋線痕（hén），當車刀（dāo）刀尖移動到退（tuì）刀（dāo）槽位置時，右手迅速提（tí）起開合螺母，然（rán）後橫向退刀，停（tíng）車，檢查螺距，確認無誤後（hòu），選擇合適的（de）切削用量車削螺紋，經多次（cì）車削使被（bèi）吃刀量等於牙型深度後停車，檢查螺（luó）紋是否合格。倒順（shùn）車法（fǎ）車螺紋，就是在螺紋車削（xuē）過程中不提起開合螺（luó）母，而是當螺紋車刀車（chē）削到退刀（dāo）槽內時，快（kuài）速（sù）退（tuì）出中滑（huá）板，同時壓下操縱杆（gǎn），使（shǐ）車床主（zhǔ）軸反轉，是溜板箱回到起（qǐ）始位（wèi）置。

鉗工加工外螺紋，是利用圓板牙在外圓柱年上切削出外螺紋的加（jiā）工方法。工件要用（yòng） V 形架或者黃銅襯墊，保（bǎo）證工件可靠夾（jiá）緊，先起套一手用手掌按（àn）住（zhù）鉸杠中部，沿工件軸向施加（jiā）壓力，另一隻手做順向（xiàng）旋進，轉動要慢，壓力要大。圓板牙切入圓杆 2~3 牙（yá）時，可以將（jiāng）工件取下，用直角尺測垂直度並做準確的校正，一定（dìng）要保證圓板牙端麵與圓杆軸線的垂直度要求。起套完成時，不要加壓，讓圓板牙自然切進，以免損壞螺紋和板牙，並且套絲時，每正轉 1/2～1圈，應倒（dǎo）轉 1/4～1/2 圈，以利斷屑、排屑。另（lìng）外，正常套絲時要在工件上滴一滴機油，如果套（tào）絲過長在套（tào）一半的時候再滴適量機（jī）油，主要起到冷卻、潤滑的作用，提高螺紋表麵粗糙度，延長板牙（yá）使用壽命。

普通車削或鉗工套絲（sī）加工外螺紋，效率低（dī）、操作者技能水平要求高、勞動強（qiáng）度（dù）大、質量也（yě）不夠穩定。

2、利用車床自動套絲裝置加工外螺紋

車床套絲裝置加工外螺紋，調低轉速至（zhì） 100r/min，將套絲裝置調整至最短（duǎn）位置。找（zhǎo）正尾座的中心位置，套絲裝置（zhì）上的板牙中心與被加工零（líng）件中心重合。將尾座移（yí）動到工件前約按照要求車出符合套（tào）絲要求的工件直徑。將套絲工具利用尾座的伸（shēn）出軸調整到 mm 處固定，調整滑動套筒行程，使其大於螺紋長度。轉動尾座手輪，先使板牙靠近工件（jiàn）端麵，然後啟動車床，加充分切削液，繼續轉動尾座手輪，先使板牙（yá）切入工件後，停止轉動尾座手輪，由滑動套筒在工具體的導向鍵槽中，隨著板牙沿工件軸線自動進給，板牙切削工件螺紋，切削到所需長度（dù），主軸反轉，退出板牙。

車床自動套絲裝置如圖 1 所示，主要由（yóu）夾頭體、滑動體（tǐ）和圓板牙軸套等組成。夾頭體的（de）錐柄為標準莫氏圓錐，要與車床尾座匹配，夾頭（tóu）體又能夠（gòu）有效的推動滑動體的運動，使（shǐ）得其能夠沿著鍵槽滑動。板牙軸套用於安（ān）裝固定圓板牙。

圖 1 車床自動套絲裝置（zhì）

2.1 夾（jiá）頭體的構件設計

圖 2 為（wéi）夾頭體零件（jiàn）圖。夾頭體與車床尾座連接，要保證其配合（hé）精度。先車削準（zhǔn）47 外圓，再車削莫氏（shì）錐度4號，定位外圓鏜內孔，並研磨孔口（kǒu）。在外圓磨床上，研（yán）磨莫氏 4號錐（zhuī）度麵（miàn）作為定位基準，對內孔進行磨削。材料采用：CrWMn；外形及孔口未注倒角 1mm×45°；熱處理硬度 40～45HRC；表麵采用發（fā）藍或發黑處理。

圖 2 夾頭體結構

2.2 滑動體的構件設計

圖 3 為（wéi）滑動體零件圖。滑動體（tǐ）總長為 115mm，內有準20mm 的通孔（kǒng），方便套絲時排（pái）屑。滑動軸（zhóu）上有間距 10mm的腰形鍵槽，是（shì）與夾頭體（tǐ）配（pèi）合定位銷釘使用的，銷釘在鍵槽內移動，移動（dòng）的長度也就是套絲最大長度。滑動體前端的階台軸是與圓板牙配合使用的，內部有盲孔，其與圓板牙或（huò）圓板牙上的滑套直徑相互配（pèi）合。在滑動（dòng）體上還（hái）設置了相應（yīng）了（le）滑動長槽，能夠使得套絲在滑套上的扭矩（jǔ）作用力可以充（chōng）分發（fā）揮出來，同時也可以對內部的螺釘（dìng）形成有效（xiào）的（de）固定。

加工滑（huá）動體（tǐ）必（bì）須保（bǎo）證零件的尺寸精度和形位精度。先（xiān）車（chē）削階（jiē）台軸，再鑽準20mm 通孔，在（zài）準47mm 外圓鑽盲孔（kǒng）用來裝夾圓板牙，盲孔需要進行磨削加工，再加工準35mm 軸上的鍵槽，準47mm 軸（zhóu）上還要（yào）鑽準8mm 小孔，固定圓板牙。材料采用 CrWMn；外形及孔口未注（zhù）倒角 1mm×45°；熱處理硬度 40～45HRC；表麵處（chù）理采用發藍或發黑。

圖 3 滑動體結構

2.3 圓板牙軸套設計

圖 4 是圓板牙軸套。圓板牙軸套與滑動體連接，可（kě）以套不同規格的螺紋。板牙軸（zhóu）套類似板牙架的固（gù）定部位，圓板牙裝在軸套裏，再利用定（dìng）位銷釘與滑動體準47mm 階台軸的盲孔配合，完成不同（tóng）規格的套絲加工。

將外圓精加工後，以外圓作為基準分別加工兩端沉孔。然後找正（zhèng）零件孔中心鑽螺紋底孔及對穿孔。材料采用45# 鋼；過渡圓弧倒角 1mm；熱處理硬度 28～32HRC；表麵處理采用發藍（黑色）。

圖 4 圓板牙軸套

3 、車床自動套絲裝置的使用效果比較

車床自動套絲裝置利用車床旋轉自動套絲的方法來實現螺紋的有效（xiào）加工，有效地將鉗工操作與車床結合，利用車床和鉗工套絲工具（jù）圓板牙，實現快（kuài）速加工外螺紋（wén）。與普通車削加工（gōng）三角形螺紋方法（fǎ）相比，將多次（cì）走刀變為（wéi）一次成型，不僅提高生產效率，而且保證工件質量，降（jiàng）低勞動強度，還可以加工較長的（de）外螺紋，提高了車床利用（yòng）率和加工螺紋時的（de）使用安全性。與傳（chuán）統板（bǎn）牙架套絲相比，提高了零件套絲（sī）工作效（xiào）率（lǜ）和加工精度，減輕了（le）操作者的勞動強度。

使原套絲工作的“多次走刀”或“手動（dòng）進行”轉變為現在的利用（yòng）車床的“半自動”生產模式（shì），使用單個小批量加工三角形（xíng）外螺紋簡單易操（cāo）作並樂於接受。

實踐表明，車床自動套絲裝置比傳統螺紋加工方法可以有效地提高工作效率 30%以上，且工件的（de）加工質量也有了明顯提高，對於（yú）機器（qì）零件製（zhì）造生產與快速高效修複具有（yǒu）重要的實用意義。

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