普通车床上梯形螺纹的加工

丝杠结合件的加工工艺浅议

恒天重工技术部李德英

前言

丝杠结合件是粘胶滤机的关键元件之一，其加工精度直接影响粘胶滤机的整体工作性能。丝杠结合件的精度高，加工难度大，我公司技术人员经过一年多技术研究攻关，最终设计出一套行之有效的加工工艺，成功保证了丝杠结合件的加工、装配精度，完全满足了设计和使用要求。本文简要介绍了我厂丝杠结合件的加工制造工艺情况。

1 丝杠结合件的结构及加工技术难点分析

1.1丝杠结合件的结构

丝杠结合件是由轴套Ⅰ、轴套Ⅱ与丝杠组成（丝杠结合件的简图

见下图1）。

图1：丝杠结合件的简图

1.2丝杠结合件的加工技术难点分析

1.2.1红套后轴套Ⅰ、Ⅱ与丝杠间存在间隙

丝杠与轴套Ⅰ和轴套Ⅱ采用红套的配合形式结合在一起，红套过程中将两个轴套加热到一定的温度使轴套的内孔胀大，然后在轴套冷却前快速的套到指定的

位置，等到冷却后就满足了丝杠与轴套Ⅰ、轴套Ⅱ径向的过盈要求，但在轴向方向却造成丝杠与轴套有间隙，这是不允许的。

1.2.2高硬度倒角

图纸要求轴套Ⅱ与丝杠结合后加工30°角，保证倒角的一致性，由于轴套Ⅱ外圆在配合前已进行了淬硬处理，硬度达HRC58，普通的刀具无法加工。1.2.3材质因素

丝杠材质是不锈钢，牌号为06Cr19Ni10，属于奥氏体不锈钢，这种材料在加工过程中，切屑与刀具容易粘结，形成积屑瘤，使加工表面粗糙度加大，而且不锈钢的切屑不易卷曲和折断，切屑划伤已加工表面，增大表面粗糙度。在同一温度下，这种奥氏体不锈钢材料的线膨胀系数比碳素钢大，使工件因热变形影响加工精度。

1.2.4细长轴因素

丝杠直径φ62 mm，长1916mm，是典型的细长类轴，加工过程中容易产生加工应力，造成弯曲、不圆，丝杠直径尺寸φ62全部要求全加工，直线度要求以及φ62、二个轴套外圆相对A、B基准的同轴度要求高，很难保证。

1.2.5梯形螺纹及梯形螺纹牙齿的因素

用作传动丝杆的梯形螺纹在普通车床上加工是很难的，而且丝杠结合件的梯形螺纹牙齿两侧面粗糙度要求为0.40，齿度粗糙度要求为1.6，没有相应的磨齿机，很难保证。

2 丝杠结合件的加工工艺过程

2.1消除红套后轴套Ⅰ、Ⅱ与丝杠间间隙的工艺措施

为避免轴套Ⅰ、Ⅱ与丝杠红套后间隙的形成，在制订工艺过程中，需要将轴套一端增加一个内倒角，以便红套时根部更贴近丝杠台阶，而且在粗磨之后安排滚压工艺，通过冷加工消除轴套Ⅰ、Ⅱ与丝杠之间的间隙。轴套Ⅰ、Ⅱ的单边边壁厚仅为4mm，不适合常规的井式加热，而要选用加热比较均匀的油箱加热。

2.2高硬度倒角的工艺措施

丝杠红套后，由于轴套Ⅱ的外圆已经经过淬硬处理，硬度非常高，如果分别单独加工，加工难度不大，但不能保证末端30°角的一致性，经过反复试验，我们采用专门的陶瓷车刀来加工，效果良好。

2.3材质的工艺措施

奥氏体不锈钢在加工过程中容易形成积屑瘤，可用较高的切削速度或极低的切削速度，避免产生积屑瘤；不锈钢的切屑不易卷曲和折断，我们采用将车刀增大前角和大后角，并将车刀的前面做成全圆弧形断屑槽，来取得较好的断屑效果；为降低因切屑热影响加工精度，我们选择硫化油乳化液，并用喷雾冷却以提高冷却效果。

2.4丝杠及丝杠结合件的加工

丝杠和丝杠结合件的尺寸公差及形位公差要求它们必须进行磨削加工，而奥氏体不锈钢的磨削是比较困难的，所以我们选用了2A锆刚玉大气孔的砂轮进行磨削。

2.4.1丝杠的加工工艺过程

丝杠的加工过程中除了有固溶处理外，还增加了三次去应力处理，分别在第一次粗车后、第二次粗车后和粗磨后，以尽量消除加工应力和变形来保证两端轴头中心轴线同轴度的要求。丝杠的主要工艺流程为：固溶处理→校直→粗车→高温去应力→粗车→中高温去应力→半精车→粗磨→低温去应力→精磨红套外圆。

2.4.2丝杠结合件的加工工艺过程

丝杠结合件的主要工艺流程为：轴套Ⅰ、Ⅱ与丝杠红套→车未端30°倒角→精磨φ70外圆→滚压轴套Ⅰ、

Ⅱ与丝杠间的轴向间隙→精磨φ

48、φ28外圆→车螺纹。

2.4梯形螺纹及梯形螺纹牙齿的加

工

2.4.1梯形螺纹的加工

在粗车螺纹时，为了保证螺纹

部分的外径与其它轴径之间的径

跳关系我们使用了跟刀架加工螺

纹，消除径跳，并用三把车刀直切

进法进行切屑，车削螺纹（切削示

意图见图2）。加工梯形螺纹的主要图2：切削示意图

工艺流程为：粗车梯形螺纹→精磨梯形螺纹外圆→精车梯形螺纹后面→精车梯形螺纹前面→砂光。

2.4.2梯形螺纹牙齿的加工

丝杠结合件的梯形螺纹牙齿两侧面粗糙度要求为0.40，齿底粗糙度要求为1.6，在精车梯形螺纹时，我们选用两主切削刀均有卷屑槽的梯形螺纹精车刀，这种车刀切削省力，切屑排出顺利，可获得较小的表面粗糙度值，而且在精车后要用砂纸砂光梯形螺纹牙齿两侧面及齿底。

2.4.3砂光梯形螺纹时的注意事项

（1）砂纸要选用不同砂粒的，而且粒度要由大到小。

（2）根据梯形螺纹的螺距，将砂纸包在合适在要条上，便于操作。

（3）先砂光梯形螺纹牙齿的一侧，再砂另一侧。

3 结论

我公司经过多次工艺实验，合理设计工艺方案，丝杠结合件的加工满足了设计要求，装车后运行平稳。通过本次对丝杠及丝杠结合件的加工使我们探索出在普通车床上加工高精度梯形螺纹的合理工艺方法，为我们以后在普通车床上大批量加工高精度梯形螺纹打下了良好的基础。

1.汪万清主编机械加工工艺基础重庆大学出版社，1994

2.王志平主编车工机械工业出版社，1987

3.张建华等主编简明热处理手册北京出版社，1985

4.李洪主编机械加式工艺手册北京出版社，1990