基於車、鉗加工特點設計的套絲裝置加工外螺紋分析比較
2020-5-17 來源： 海軍（jun1）士（shì）官學校 ②蚌埠玻璃工業（yè）設計研究院 作者：盧亞萍 ；王凱 ；任（rèn）莉（lì）
摘要（yào）：機械加工中，螺紋（wén）的加工非常廣泛。本（běn）文介紹（shào）了三種傳統加工普通三角形螺紋的（de）方法，比較分析，重點講（jiǎng）解一種用於車床自套絲裝置，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。該套絲裝置將鉗工套絲與車（chē）床結合，使得加工普通三（sān）角形外螺紋操作簡便、工效高、勞動強度（dù）低、加工質量較高等特點，具（jù）有廣泛的使（shǐ）用與推廣（guǎng）價值。
關鍵詞：機械製造；螺紋加工；車削螺紋；鉗工套絲；質（zhì）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細牙三（sān）角螺紋兩種，細牙三角螺紋具（jù）備導（dǎo）程小，升角小等特點，可實現自鎖，常用於薄壁管聯接中、振動大或載荷不規律變（biàn）化的聯接。螺紋的加工方法有很多：普通車削加（jiā）工螺紋、數控車削加工螺紋、鉗工套絲加工等等。普通（tōng）車削或鉗工套絲加工螺紋，效率低、勞動強度大、質量也不夠（gòu）穩定。數（shù）控加工雖然具（jù）有質量與效率優勢，然而設備比較（jiào）複雜。另（lìng）外，自製車床套絲裝置是利用鉗工套（tào）絲的圓板牙（yá）與車床尾座結合，利用車床主軸帶動工件低速轉動，快速加工普通（tōng）三角形外螺紋。該方法操作簡（jiǎn）單、效率（lǜ）高、加工質量好等（děng）獨特優勢與特點。
1 、簡析傳統加工三角形外螺紋的方法（fǎ）
一般加（jiā）工普通三角形外螺紋，最常見的方法有（yǒu）利用車（chē）床車削（xuē）螺紋（wén）。車削（xuē）螺紋主要有兩種，采用提起開合螺母法車削螺紋（wén）和倒順車法車（chē）螺（luó）紋。開合（hé）螺母法車螺紋，先調低主軸轉速（100r/min），啟動車床並移動（dòng）螺紋（wén）車刀，左手握中滑（huá）板手柄，右手握開合螺母手柄。右手壓下開合螺母，使（shǐ）刀尖在工件表麵（miàn）車出一條螺旋線痕，當車刀刀尖移動到（dào）退刀槽位置（zhì）時，右手迅速提起開合螺母（mǔ），然後橫向退刀，停車，檢（jiǎn）查螺距，確認無誤後，選擇合適的切削用量車削螺（luó）紋，經多次車削（xuē）使被吃刀量（liàng）等於牙型深度後停車，檢查（chá）螺紋（wén）是否合格。倒順車法車（chē）螺紋，就是在螺紋車削過程中不提起開合（hé）螺母，而是當螺紋車刀車削到退刀槽內時（shí），快（kuài）速退出中滑板，同時壓下操（cāo）縱杆，使車床主軸反轉，是溜板箱回（huí）到起（qǐ）始位置（zhì）。
鉗工加工外螺紋，是利（lì）用（yòng）圓板牙在外圓柱年（nián）上切削出（chū）外螺紋的加工（gōng）方法。工件要用 V 形（xíng）架或者黃銅（tóng）襯墊，保證工件可靠夾緊，先起套（tào）一手用手掌按住（zhù）鉸杠（gàng）中部，沿工件軸向施加壓力，另一（yī）隻手（shǒu）做順向（xiàng）旋進，轉動要慢，壓力要大。圓板牙切入圓杆（gǎn） 2~3 牙時，可以將（jiāng）工件取下，用直（zhí）角尺測垂直（zhí）度並做準確（què）的校正，一定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（sī）時，每正轉 1/2～1圈，應倒轉 1/4～1/2 圈，以利斷（duàn）屑（xiè）、排屑。另（lìng）外，正常套絲時要在工（gōng）件上滴一滴機油，如果套絲過長在（zài）套一半的時候再滴適量機油，主要起（qǐ）到冷卻、潤滑的作用（yòng），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加工外螺紋，效率低、操（cāo）作者技能水平要求高、勞動強度大、質量也不夠穩（wěn）定。
2、 利用車床自動套絲裝（zhuāng）置加工外螺紋
車床套絲裝置加工外螺紋，調低轉速至 100r/min，將套絲裝置調整至最短位置。找正尾座的中心位置（zhì），套絲裝置上的板牙中心與被加工零件中心重合。將尾座移動到（dào）工件前約按照（zhào）要求車出（chū）符合套絲要求的工件直徑。將套絲工具（jù）利用尾座的伸出軸（zhóu）調整到 mm 處固定，調整滑動套筒行程，使其大於螺紋長（zhǎng）度。轉動（dòng）尾座手輪，先使板牙靠近工件端麵，然後啟動車床（chuáng），加充分切削液（yè），繼續轉動尾座（zuò）手輪，先使板牙切入工（gōng）件後，停止轉動尾座手輪（lún），由滑動套筒在工具體（tǐ）的導向鍵（jiàn）槽中，隨著板牙沿工件軸線自動進給，板牙切削工件螺紋（wén），切削到所需長度，主軸反轉（zhuǎn），退出板牙（yá）。
車床自動套絲裝置如圖 1 所示，主要由夾頭體、滑動體和圓板牙軸套等組（zǔ）成。夾頭（tóu）體的錐柄為標準莫氏圓錐，要（yào）與車床尾座匹配，夾（jiá）頭體又能夠有效的推動滑動體的運（yùn）動，使得其能夠沿著鍵槽滑動。板牙（yá）軸套用於安裝固（gù）定圓板牙。
圖 1 車床（chuáng）自動套絲裝置
2.1 夾頭體的構件設計
圖 2 為夾頭（tóu）體零件圖。夾頭體與車床尾座連接，要保證其配合精度（dù）。先車削 準47 外圓，再車削莫氏錐度4號 ，定位外圓鏜內孔，並研磨孔口。在外圓磨床上，研磨莫氏（shì） 4號錐度麵作為定位基準，對內孔進行磨削（xuē）。材（cái）料采用（yòng）：CrWMn；外形及孔口未（wèi）注倒角 1mm×45°；熱處理硬度 40～45HRC；表麵采用發藍或發黑處理。
圖 2 夾頭體結構
2.2 滑動體的構件設（shè）計
圖 3 為（wéi）滑動體零件圖。滑動體總長為 115mm，內有準20mm 的通孔，方便套絲時排屑。滑動軸上有間距 10mm的腰（yāo）形鍵槽，是與夾頭（tóu）體配合定位（wèi）銷釘使用的，銷釘在鍵槽內（nèi）移動，移動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（bǎn）牙配（pèi）合（hé）使用的，內部有盲孔，其與圓（yuán）板牙或圓板牙上的滑套直徑相互配合。在滑動體上還設置了相應了滑動長槽，能夠使得套絲在滑套上（shàng）的（de）扭矩（jǔ）作用（yòng）力（lì）可以充分發揮出來，同時（shí）也可以對內部（bù）的螺釘形成有效的固定。
加工滑動體必須保證零件的尺寸精度和形位精度。先車削階台軸（zhóu），再鑽 準20mm 通孔，在 準47mm 外圓（yuán）鑽盲孔用來裝夾圓（yuán）板牙（yá），盲孔需要進行磨削加工，再加工 準35mm 軸上的鍵槽，準47mm 軸上還要鑽 準8mm 小孔（kǒng），固定圓板牙。材料采用 CrWMn；外形及（jí）孔口未注倒角 1mm×45°；熱處理硬度 40～45HRC；表麵處理采用發藍或發黑。
圖 3 滑動體結構
2.3 圓板牙（yá）軸套設計
圖 4 是（shì）圓板牙（yá）軸套。圓板牙軸（zhóu）套與滑動（dòng）體連接（jiē），可（kě）以套（tào）不同規格的螺紋。板牙軸套類似板牙架的固定部位，圓板牙（yá）裝在軸套裏，再利用定位銷釘（dìng）與滑動體準47mm 階台軸的盲孔配合，完成（chéng）不（bú）同規格的套絲加工。
將外圓精加工後，以外圓（yuán）作為基準分別加工兩端沉孔。然後找正零件（jiàn）孔中心鑽螺紋底（dǐ）孔及（jí）對穿孔。材料采用（yòng）45# 鋼；過渡圓弧倒角 1mm；熱（rè）處理硬度 28～32HRC；表麵處理采（cǎi）用發藍（黑色）。
圖 4 圓板牙軸（zhóu）套
3 、車床自動套絲裝置的使用效果比較
車（chē）床自動套絲裝置（zhì）利用車床旋轉自動套絲的方法來實現（xiàn）螺紋的有效加工，有效地（dì）將（jiāng）鉗工（gōng）操（cāo）作與車床（chuáng）結合，利用車床（chuáng）和鉗工套絲工具圓板牙，實現快速加工（gōng）外螺紋。與普通車削（xuē）加工三角形螺紋方法相（xiàng）比（bǐ），將（jiāng）多次走刀變為一次成型（xíng），不僅提高生產效率（lǜ），而且保（bǎo）證工（gōng）件質量，降低勞動強度，還可（kě）以加（jiā）工較長的外螺紋，提高了車床利用率和加工螺紋（wén）時的使用安全性。與傳統板牙架套絲相比，提高了零件套絲工作效率和加工精度，減輕了操作者的勞動強度。
使原套（tào）絲工作的“多次走刀”或“手動進行”轉變為現在的利用車床的“半自動”生產模式，使用單個（gè）小批量加工（gōng）三角形外螺紋（wén）簡單易操作並樂（lè）於接受。
實踐表明，車床自（zì）動套絲裝置比傳統螺紋加工方法可以有（yǒu）效地提高（gāo）工作效率 30%以上，且（qiě）工件的加工質量（liàng）也（yě）有了明顯（xiǎn）提高，對於機器零件製造生產與快速高效修複（fù）具有重要的實用意義。
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