大螺距螺纹的车削加工工艺、刀具及切削参数研究
大螺距螺纹的车削加工工艺、刀具及切削参数
研究
摘 要： 大螺距高精度的螺纹车削加工, 因其最终刀片与零件接触面大, 切削力大, 容易产
生振动及让刀情况, 所以其尺寸精度和螺纹表面质量很难满足要求。本论文基础于生产制造一
线, 在产品制造过程中, 针对出现的问题进行工艺方案设计优化, 刀具结构对比优选以及切削参
数试验验证, 展现一款大螺距高精度螺纹车削加工的成功案例。
关键词： 大螺距螺纹; 车削加工; 振动; 让刀; 工艺设计;
由于螺纹具有装配容易和可拆性, 因此被广泛应用于机械制造领域。螺纹是一个复杂空间曲面
体, 它的加工精度保证是设备能否正常装配的基础。该主泵主螺栓的螺纹尺寸为 M125×6-6f, 螺
距为 6mm, 螺纹车削过程中, 出现振动大、让刀情况严重, 导致螺纹尺寸不合格和螺纹表面质量
不好, 不能满足使用。所以, 针对大螺距螺纹的车削加工工艺、刀具及切削参数进行研究、试验,
最终实现了大螺距高精度螺纹的车削加工。
1 、 螺纹种类及牙型
机械行业中, 广泛应用的螺纹种类如下。
(1) 紧固连接螺纹: 米制普通螺纹 (M) ; 美制统一螺纹 (UN) ; 英制惠氏螺纹
(B.S.W./B.S.F./Whit.S./Whit.) ; 米制小螺纹 (S) ; 米制航空航天螺纹 (MJ) ; 美制航空航天螺纹 (UNJ)
。(2) 传动连接螺纹: 米制梯形螺纹 (30°/Tr) ; 美制梯形 (爱克母) 螺纹 (29°/ACME) ;米制锯齿形螺
纹(3°/30°/B) ; 美制和英制锯齿形螺纹 (7°/45°/B) 。(3) 管螺纹: 英制管螺纹 (55°/R/G) ;美制管螺
纹(60°/NPT/NPTF/NPSM) ; 米制管螺纹 (60°/ZM/M) 。
螺纹的五要素包括牙型、公称直径、线数、螺距、旋向。
螺纹的牙型包括三角形、梯形、锯齿形、矩形。
2 、 螺纹的加工方法
机械行业中, 螺纹的加工方法有车削、铣削、磨削、攻丝/套丝和滚压等。车削、铣削和磨削螺
纹时, 工件每转一转, 机床的传动链保证车刀、铣刀或砂轮沿工件轴向准确而均匀地移动一个导
程。在攻丝或套丝时, 刀具 (丝锥或板牙) 与工件作相对旋转运动, 并由先形成的螺纹沟槽做定位
导向, 引导着刀具 (或工件) 作轴向移动。
2.1 、 车削螺纹
在车床上车削螺纹可采用成形车刀或螺纹梳刀。
成形车刀车削螺纹:由于刀具结构简单, 是单件和小批生产螺纹工件的常用方法。
螺纹梳刀车削螺纹:生产效率高, 但刀具结构复杂, 只适于中、大批量生产中车削细牙的短螺纹
工件。
2.2 、 铣削螺纹
在螺纹铣床上用盘形铣刀或梳形铣刀进行铣削。
盘形铣刀:主要用于铣削丝杆、蜗杆等工件上的梯形外螺纹。
梳形铣刀:用于铣削内、外普通螺纹和锥螺纹, 由于是用多刃铣刀铣削, 其工作部分的长度又大
于被加工螺纹的长度, 故工件只需要旋转 1.25~1.5 转就可完成加工, 生产率很高, 适用于成批生
产的一般精度螺纹工件或磨削前的粗加工。
2.3 、 磨削螺纹
在螺纹磨床上加工淬硬工件的精密螺纹, 按砂轮截面形状不同分单线砂轮和多线砂轮磨削两
种。
单线砂轮磨削:适于磨削精密丝杠、螺纹量规、蜗杆、小批量的螺纹工件和铲磨精密滚刀。
多线砂轮磨削:分纵磨法和切入磨法两种。生产率较高, 但精度稍低, 砂轮修整比较复杂。
2.4 、 攻丝和套丝加工螺纹
加工精度取决于丝锥或板牙的精度, 适用于小直径的内/外螺纹加工, 可用手工操作, 也可用车
床。
2.5 、 滚压螺纹
用成形滚压模具使工件产生塑性变形以获得螺纹的加工方法, 螺纹滚压一般在滚丝机搓丝机或
在附装自动开合螺纹滚压头的自动车床上进行, 适用于大批量生产标准紧固件和其他螺纹联接
件的外螺纹。
3 大螺距螺纹的车削加工
3.1 、 设计要求
主螺栓外形尺寸:φ125×1450;一端是M125×6-6f 螺纹, 为米制普通螺纹, 60° 三角形牙型 (如图1) ;
≥表面粗糙度Ra3.2。
图纸的要求, 螺纹尺寸必须同时满足标准螺纹量规和全螺纹量规的检查。这样就要求我们螺纹
加工时, 除了要保证牙型、螺距合格外, 还要保证螺纹中径的圆柱度和全部牙型中径的积累误差
均在螺纹中径公差范围内, 加工难度大。
3.2 、 设备选择
依据零件的结构特点, 加工设备需具备以下功能:应用数控程序进行车削螺纹;具备一定压力切削
液冷却功能;加工范围: ≥最大回转直径 D200mm; ≥长度 1500mm;具备自动夹持的中心架;具备尾部
支承功能;根据公司的现场设备加工能力状况, 选择CTX gamma2000 卧式车铣中心。
3.3 、 螺纹的加工
(1) 试切条件:同材质1:1 样件加工试验。
(2) 螺纹车削刀片的优选:选择适合螺纹车削的 M槽及 F槽刀片进行车削试验。
M槽型螺纹刀片:适合大范围应用, 牙型由刀片形状决定。
F槽型螺纹刀片:适合大螺距螺纹车削, 牙型由刀片决定。
(3) 车削螺纹方法:直进刀法;斜进刀法;左右切削法。
直进刀法:低速车削, 中滑板横向进给, 适于车削螺距小于 3的螺纹。
斜进刀法:当螺距较大、螺纹槽较深、切削余量较大时, 采用除中滑板直进外, 小滑板只向一个
方向移动的斜进刀法车削螺纹。此法只用于螺纹的粗车, 且每边留精车余量。
摘要：
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大螺距螺纹的车削加工工艺、刀具及切削参数研究 摘 要：大螺距高精度的螺纹车削加工,因其最终刀片与零件接触面大,切削力大,容易产生振动及让刀情况,所以其尺寸精度和螺纹表面质量很难满足要求。本论文基础于生产制造一线,在产品制造过程中,针对出现的问题进行工艺方案设计优化,刀具结构对比优选以及切削参数试验验证,展现一款大螺距高精度螺纹车削加工的成功案例。 关键词：大螺距螺纹;车削加工;振动;让刀;工艺设计;由于螺纹具有装配容易和可拆性,因此被广泛应用于机械制造领域。螺纹是一个复杂空间曲面体,它的加工精度保证是设备能否正常装配的基础。该主泵主螺栓的螺纹尺寸为M125×6-6f,螺距为6mm,螺纹...
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作者：闻远设计
分类：非标机械电气自动化
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