8mm大螺距外螺紋制造及檢測(cè)技術(shù)研究

摘 要：數(shù)控車(chē)床制造螺紋一般使用標(biāo)準(zhǔn)螺距螺紋車(chē)刀加工，使用環(huán)規(guī)檢測(cè)螺紋是否合格。我司高參數(shù)超超汽輪機(jī)組新設(shè)計(jì)8mm螺距螺紋產(chǎn)品，經(jīng)咨詢(xún)刀具廠(chǎng)家，目前螺紋標(biāo)準(zhǔn)刀片最大只有6mm螺距，8mm螺距標(biāo)準(zhǔn)刀片需要特制。由于8mm螺距螺紋車(chē)刀片、刀體及環(huán)塞規(guī)市場(chǎng)價(jià)格高且采購(gòu)周期不允許，本文主要內(nèi)容研究：使用6mm螺距螺紋車(chē)刀加工8mm螺距螺紋及特殊三針檢測(cè)方法。

關(guān)鍵詞：8mm螺距螺紋；螺紋車(chē)削技術(shù)；螺紋特殊三針檢測(cè)方法

1. 引言

數(shù)控車(chē)床制造螺紋一般使用標(biāo)準(zhǔn)螺距螺紋車(chē)刀加工，使用環(huán)規(guī)檢測(cè)。我司新開(kāi)發(fā)的高參數(shù)超超臨界汽輪機(jī)組，新設(shè)計(jì)有M180×8、M200×8、M240×8等大螺距螺紋，零件材質(zhì)為ZG1Cr10Mo1NiWVNbN等。經(jīng)咨詢(xún)合作的刀具廠(chǎng)家，目前螺紋標(biāo)準(zhǔn)刀片只有6mm螺距，8mm螺距標(biāo)準(zhǔn)刀片需要特制。由于8mm螺距螺紋車(chē)刀片、刀體及環(huán)塞規(guī)市場(chǎng)價(jià)格高且采購(gòu)周期不允許，加之大螺距螺紋牙型槽寬且深，對(duì)刀具強(qiáng)度、加工粗糙度、形狀精度等要求較高，因此，需要研究采用何種刀具，如何正確編制程序控制走刀路徑，如何檢測(cè)螺紋，來(lái)保證螺紋的車(chē)削質(zhì)量。為方便論述，以M240×8外螺紋為列，描述螺紋車(chē)削及檢測(cè)方法。

2. 螺紋的車(chē)削方法

螺紋分為普通60°三角型螺紋、梯形螺紋、圓柱管螺紋、圓錐管螺紋等，本文主要論述三角60°三角型螺紋。三角型螺紋牙形結(jié)構(gòu)如下：

螺紋加工指利用成形刀具或磨具在工件上加工出螺紋。常用方式主要有車(chē)削螺紋、銑削螺紋、攻絲、套絲和旋風(fēng)切削等。車(chē)削螺紋時(shí)，工件每旋轉(zhuǎn)一圈，車(chē)刀沿工件軸向準(zhǔn)確且均勻地移動(dòng)一個(gè)螺距。在車(chē)床上車(chē)削螺紋多采用成形車(chē)刀。

針對(duì)大直徑螺紋、大螺距螺紋一般采用標(biāo)準(zhǔn)牙型、標(biāo)準(zhǔn)螺距螺紋可轉(zhuǎn)位刀片在數(shù)控車(chē)削加工成形，數(shù)控系統(tǒng)自行調(diào)整進(jìn)給、切削速度及其與螺距的相互關(guān)系。螺紋車(chē)削時(shí)只需選擇合適的刀片及切削進(jìn)給方式。

（a）斜進(jìn)法：現(xiàn)代螺紋車(chē)削時(shí)一種較好的加工方法。切屑性能好，可使用斷屑槽螺紋切削刀片。刀尖磨損少，而且可獲得更高的安全性及質(zhì)量。

（b）直進(jìn)法：廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)方式，刀片以直線(xiàn)進(jìn)給到工件中，屬于小型常規(guī)螺紋多用的給進(jìn)方式。

（c）交替式進(jìn)刀發(fā)：適用于大牙型螺紋，切削時(shí)刀片交替進(jìn)給切入，切削量每刀不同。由于刀片磨損均勻，可提高刀片壽命并獲得較好的加工質(zhì)量。

3. 8MM大螺距螺紋車(chē)削方法

常規(guī)數(shù)控車(chē)削螺紋需使用標(biāo)準(zhǔn)螺距螺紋刀片，采用系統(tǒng)自帶的螺紋程序加工，使用環(huán)、塞規(guī)檢測(cè)螺紋是否合格。針對(duì)本次8mm螺距螺紋，由于客觀原因無(wú)標(biāo)準(zhǔn)的8mm螺距螺紋刀片及檢測(cè)用的環(huán)、塞規(guī)。故需要研究掌握一種在沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)螺紋車(chē)削刀片的情況下，采用普通車(chē)刀片車(chē)削大螺距螺紋的車(chē)削程序編制及方法。

3.1研究對(duì)象

使用6mm螺距螺紋刀片車(chē)削 -6g外螺紋，材質(zhì)ZG1Cr10Mo1NiWVNbN

試加工螺紋

將參數(shù)X方向+0.5mm余量，用循環(huán)程序粗加工螺紋，三次車(chē)螺紋循環(huán)后暫停程序，關(guān)閉主軸使能，測(cè)量檢查螺距是否正確。

半精加工螺紋

使用循環(huán)程序留0.5mm余量半精加工螺紋成型。

精車(chē)螺紋

使用宏程序精車(chē)準(zhǔn)螺紋，檢測(cè)螺紋合格。

4. 8MM大螺距螺紋檢測(cè)技術(shù)

針對(duì)大螺距無(wú)環(huán)規(guī)的螺紋，擬采用三針測(cè)量法。三針測(cè)量法是一種通過(guò)間接測(cè)量外螺紋中徑的螺紋檢測(cè)方法。測(cè)量時(shí)，將三根量針（精度高、直徑相同）放在擬測(cè)量螺紋的牙型凹槽中，使用千分尺測(cè)量出量針的尺寸，再根據(jù)被測(cè)螺紋的螺距 、牙形半角和使用的量針直徑 ，通過(guò)下屬公式計(jì)算出螺紋中徑尺寸 。

a/2牙型半角、d2 螺紋中徑、P螺距、d0量針外徑、M三針測(cè)量法測(cè)量值

針對(duì)60°角螺紋三針測(cè)量法簡(jiǎn)化公式：

d2=M-3d0+0.866P

三針測(cè)量鋼針直徑簡(jiǎn)化公式：

d0=P/（2*cos a/2）

d2 螺紋中徑、M三針測(cè)量法測(cè)量值、d0量針外徑、P螺距

一般情況下使用三針測(cè)量法可以測(cè)量出不大于6mm螺距的螺紋，大于6mm螺距由于牙型凹槽跨距大，千分尺寸測(cè)頭直徑有限，無(wú)法同時(shí)測(cè)量到三根量針。針對(duì)該問(wèn)題，擬采用優(yōu)化后的三針測(cè)量法：

采用2mm量塊輔助測(cè)量，及在兩針處墊標(biāo)準(zhǔn)2mm量塊，使用千分尺測(cè)量測(cè)量量塊與第三針的直徑，給定代號(hào)M2。

M=M2-2

代入三針測(cè)量公式

中徑尺寸： d2=（M2-2）-3d0+0.866P

注：量針根據(jù)推薦公式選擇標(biāo)準(zhǔn)量針，根據(jù)量針實(shí)測(cè)值計(jì)算中徑尺寸

5. 總結(jié)

本文主要研究了螺紋的車(chē)削方法、螺紋三針中徑測(cè)量法的計(jì)算及應(yīng)用。采用宏程序使用普通6mm螺距螺紋車(chē)刀加工8mm螺距螺紋，拓展了螺紋三針檢測(cè)方法應(yīng)用于大螺距螺紋的方法。解決了工程實(shí)際，具有很高的工程應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]張以鵬，主編.實(shí)用切削手冊(cè).沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2007.5

[2]機(jī)械工人切削手冊(cè)/北京第一通用機(jī)械廠(chǎng)編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.9

作者簡(jiǎn)介：

劉建偉，2007年畢業(yè)，大學(xué)本科學(xué)歷，學(xué)士學(xué)位。工作單位：中國(guó)東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司，長(zhǎng)期從事電站汽輪機(jī)中小類(lèi)關(guān)鍵零件制造工藝研究。