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基於車、鉗加工特點設計的套絲裝置加工外螺紋分析比較（jiào）

2020-5-17 來源：海軍士官學校 ②蚌埠玻（bō）璃工業設計研（yán）究院作者：盧亞萍；王（wáng）凱；任莉

摘（zhāi）要（yào）：機械加工中，螺（luó）紋（wén）的加工（gōng）非常廣泛。本文介紹了（le）三種傳統加（jiā）工普通三角形螺紋的方法，比較分（fèn）析，重點講解一種用於車床自套絲裝置，此裝置將圓板牙安裝在套絲（sī）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床結（jié）合，使得加（jiā）工普通三角形外螺（luó）紋操作簡便、工效高、勞（láo）動強度低、加工質（zhì）量（liàng）較高等特點，具有廣（guǎng）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（liàng）與效率

0 引言

在機械結構中，螺紋連接是較常見的（de）一種方式，而最常（cháng）見的就是普通三角（jiǎo）形螺紋。三角形螺紋分粗牙三（sān）角（jiǎo）螺紋和和細牙三角螺紋兩種，細牙三角螺紋具備導程小，升角小等特點，可實現（xiàn）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（gōng）方法（fǎ）有很多：普通車削加工螺紋、數控車削加工螺紋、鉗工套絲加工等等。普通車削或鉗工套絲加工螺紋，效率低、勞（láo）動強度大、質量也不夠穩定。數（shù）控加工雖然具有質量與效率優勢，然而設備比較複雜。另外，自製（zhì）車床套絲裝（zhuāng）置是利用鉗工（gōng）套絲的圓板牙與車床（chuáng）尾（wěi）座結合，利用車床主（zhǔ）軸帶動工件低速轉動（dòng），快速加工普通三角形外螺紋（wén）。該方法操（cāo）作簡單、效率（lǜ）高、加工質量好等獨特優勢與特點。

1 、簡析傳統加工三角形外螺紋的方法

一般加工普通三角形外螺（luó）紋，最（zuì）常見的方（fāng）法有利用（yòng）車床車削螺紋。車削螺（luó）紋（wén）主要（yào）有兩種，采用提起開合螺母法車削螺紋和（hé）倒順車法車螺（luó）紋。開合螺母法車螺紋，先調低主軸轉速（100r/min），啟動車床並移動螺紋車刀，左手握中（zhōng）滑板手柄，右（yòu）手握開合螺母手柄。右手壓下開合螺母（mǔ），使刀尖在工件表麵車出一條螺旋（xuán）線痕，當（dāng）車刀刀尖移動到退刀（dāo）槽位置時，右手迅（xùn）速提起開合螺母，然後橫（héng）向退刀（dāo），停車，檢查螺（luó）距，確認無誤後，選擇合適的切（qiē）削用量（liàng）車削螺紋，經（jīng）多次車削使（shǐ）被吃刀量等於（yú）牙型（xíng）深度後停車，檢查螺紋（wén）是否合格。倒順（shùn）車法車螺紋，就是在螺紋車（chē）削過程中不提起開合螺母，而是（shì）當螺紋（wén）車刀車削到退刀槽（cáo）內時，快速（sù）退出中滑板，同時（shí）壓下操縱杆，使車床主軸反轉，是溜板箱回到起始位置。

鉗（qián）工加工外螺紋，是利用圓板牙在（zài）外圓柱年上切削（xuē）出外螺紋的加工方法。工件要（yào）用（yòng） V 形架或者黃銅襯墊，保證工（gōng）件（jiàn）可靠夾緊，先起套一手用手掌按（àn）住（zhù）鉸杠中部，沿工件軸向施加壓力，另一隻手做順向旋進，轉動要慢，壓力要大。圓板牙切入圓（yuán）杆 2~3 牙時，可以將工件取下，用直角尺測垂直度並做準確的校（xiào）正（zhèng），一定要保證圓板牙端麵（miàn）與圓杆（gǎn）軸線的垂（chuí）直度要求。起套完（wán）成時，不要加壓，讓圓板牙自然切進，以免損（sǔn）壞螺紋和板牙，並且套絲時，每正轉 1/2～1圈（quān），應倒轉 1/4～1/2 圈，以利斷（duàn）屑、排屑。另外（wài），正常套絲時要（yào）在工件（jiàn）上滴一滴機油，如果套絲過長在套一半的時候再滴（dī）適量機（jī）油，主（zhǔ）要起到冷卻、潤滑的（de）作用（yòng），提高螺紋表麵粗（cū）糙（cāo）度，延長板牙使用壽命。

普（pǔ）通車削或鉗工套絲加工外螺紋，效率低、操作者技能水平要求高、勞動強度大、質量也不夠穩定。

2、利用（yòng）車床自（zì）動套絲裝置加工外（wài）螺紋

車床套絲裝置（zhì）加工外螺紋，調低轉速至 100r/min，將套絲裝置調（diào）整至最短位置（zhì）。找正尾座的中心位置，套絲裝置上的板牙中心與被加工零件中心重合。將尾座移動到工件（jiàn）前約按照要求車出（chū）符合套絲要求（qiú）的（de）工件（jiàn）直徑。將套絲工具利用尾座（zuò）的伸出軸調整到 mm 處固定，調整滑動套筒行程，使其大於螺紋長度。轉動尾座（zuò）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，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（huá）動套筒在工具體的導向鍵槽中（zhōng），隨著板牙沿工件（jiàn）軸線自動進給，板牙切削工件螺紋（wén），切削到所需長度，主（zhǔ）軸反轉，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成。夾頭體的錐柄為標準（zhǔn）莫氏圓錐（zhuī），要與車床尾座匹配，夾（jiá）頭體又能夠（gòu）有效的推動滑動體的運動，使得其能夠（gòu）沿著鍵（jiàn）槽滑動。板牙軸套用（yòng）於安裝固定圓（yuán）板牙。

圖 1 車床自動套絲裝置

2.1 夾頭體的構件設（shè）計

圖（tú） 2 為夾頭體零件圖。夾頭體與車床尾座連接，要保證其配（pèi）合精度。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（yuán）磨床上，研（yán）磨莫氏 4號錐度（dù）麵作為定（dìng）位基準，對內孔進行磨削。材料采用：CrWMn；外形及孔口未（wèi）注倒角 1mm×45°；熱處理硬度 40～45HRC；表麵（miàn）采用發藍或發黑處（chù）理。

圖 2 夾頭體結構

2.2 滑動體的構件設計

圖 3 為滑動體零件圖。滑動體總長為 115mm，內有準20mm 的通孔，方便套（tào）絲時排屑。滑動軸上有間距 10mm的腰（yāo）形（xíng）鍵槽，是與夾頭體配合（hé）定位（wèi）銷釘使用的（de），銷釘在鍵槽內移動，移動的（de）長（zhǎng）度（dù）也就（jiù）是套絲最大長度。滑動體前端的階（jiē）台軸是與圓板牙配合（hé）使用的，內部（bù）有盲孔，其與圓板牙或圓板牙上的滑套直徑相互（hù）配合。在滑動體上還設置了相應了滑（huá）動長槽，能夠使（shǐ）得套絲在滑套上的扭矩作用力可以充分發揮出來，同時也可以對內部的螺釘形成有效的固定。

加工滑動體必須保證零件（jiàn）的尺寸精度和形位精度。先車削階台軸，再鑽準20mm 通孔，在準47mm 外圓鑽（zuàn）盲孔用來裝夾圓板牙，盲孔需要進行磨削加工，再加工準35mm 軸上的鍵槽，準47mm 軸上還（hái）要鑽準8mm 小孔，固定圓板牙。材料采用（yòng） CrWMn；外形及孔口未注倒角 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（jié）構

2.3 圓板牙軸套設計

圖 4 是圓板牙軸套（tào）。圓板牙軸套與滑動體連（lián）接，可以套不同（tóng）規格的螺紋。板牙軸套類似板牙架的固定部位，圓板牙裝在軸套裏，再利用（yòng）定位銷釘與滑動體準47mm 階台（tái）軸的盲（máng）孔配合，完成不同規格的套絲加工。

將外圓精加（jiā）工後（hòu），以外圓作為基準分別加工兩端沉孔。然（rán）後找（zhǎo）正零（líng）件孔中心鑽螺（luó）紋底孔及對穿孔。材料采用（yòng）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（hēi）色）。

圖 4 圓板牙軸套

3 、車床（chuáng）自（zì）動套絲（sī）裝置（zhì）的使用效果比（bǐ）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加工，有效地將鉗工操作與車（chē）床結合，利用車床和鉗工套絲工具圓板牙，實現快速（sù）加工外螺紋。與普通車削加工三角形（xíng）螺（luó）紋方法相比，將多次走刀變為一次成型，不僅提高生產效率，而且（qiě）保證工件質（zhì）量，降低勞動強度，還（hái）可以加工較長的外螺紋，提高了車床利用率和加工螺紋時的使用安全性。與傳統板（bǎn）牙架套絲相比（bǐ），提高了零件套絲工作（zuò）效率和（hé）加工精度，減輕了操作者的（de）勞動強度。

使原（yuán）套絲工作的“多次（cì）走刀”或“手動進行”轉變為現在的利用（yòng）車床的“半自動”生產模式，使用單個小批量（liàng）加工三角形外螺紋簡單易（yì）操作並樂於接受（shòu）。

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（gōng）作效率 30%以上，且工件的（de）加工質量也有了明顯提高，對於機（jī）器（qì）零件製（zhì）造生產與快速高效修複具有重要的實用意義。

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