车床专用套丝工具的研制与应用

    王光红 陈晓明

    摘 要：传统手动板牙套丝速度慢，不易操作，螺纹精度差，本文介绍了一种经济实用的普通车床专用套丝工具，解决了螺纹加工易出现的变形、烂牙、牙型倾斜等质量问题，有效提高螺纹加工精度和工作效率。

    关键词：车床；套丝；研制

    DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.031

    0 加工现状

    用板牙在圆杆上切出外螺纹的加工方法称之为套丝，套丝多采用手工操作板牙螺纹切削成型，将圆板牙放入板牙架中，用顶丝紧固，圆杆在虎钳上夹紧，开始套丝时要使板牙的端面和圆杆中心线保持垂直，要用手掌按住板牙中心，适当施加压力并转动板牙架，切人1-2圈后，目测检查、校正板牙位置，切人3-4圈时，板牙每正转1/2-1圈时，要倒转1/4圈以折断切削，如果操作不当和用力不均匀，螺纹和板牙很容易损坏，况且手动套丝费时费力。在成批量加工小直径螺纹时，工人们常常为了节省体力，提高生产效率，则在普通机床上对M16以下的螺纹进行套丝，加工方法是将圆杆在车床卡盘上夹紧，利用机床主轴低速旋轉圆杆，一手控制机床主轴正反转，另一只手按住板牙架施加压力完成圆杆套丝工作，作业方法不合理，存在一定的安全隐患，也给矿井安全生产带来影响。

    1 手动套丝出现的缺陷

    采用手动板牙套丝时，由于板牙切削部分的锥角较大，起套时的导向性较差，容易产生板牙端面与圆杆轴心线的不垂直，造成切出的螺纹牙形一面深一面浅，弯曲不直，并随着螺纹长度的增加，歪斜现象也按比例明显增加，甚至不能继续切削，在起套和套丝过程中还要严格控制两手用力均匀，否则，将影响螺纹加工精度和加工件的正常使用，从而造成废品。

    结合以上问题，我们依据普通车床工作特点，设计了一种车床专用套丝工具，将原来的手动操作板牙架位置，在机床尾座上精确固定活动，使手远离旋转工件，加工形式安全高效。

    2 车床专用套丝工具的结构设计

    该专用套丝工具可选用45号碳素钢（如图1所示），其本体的尾部为莫氏5号锥柄套筒，加工好后，经调质处理，安装在普通车床的尾座上，可实现自锁联结和自动定心，工具顶端为板牙夹头座，板牙和装在板牙套2的孔中，板牙套2装在工具夹头座上，根据各类不同型号的圆板牙加工出不同规格的板牙套2若干，其外径不变，内径以变换车削各类规格的螺纹，板牙3、板牙套2、夹头座放入均为间隙配合。为防止在切削过程中板牙与板牙套相互转动，设计采用顶丝1固定，顶丝1前端最好带有一小段圆锥，用于夹紧板牙，预防在加工螺纹时，板牙与工件一起转动。在4处加工排屑槽孔，以方便排屑；钻中间孔，可以减轻工具质量，孔深尽量钻长些，好方便加工较长丝杆。

    该专用套丝工具，可以提高车床加工小直径外螺纹加工精度，通过低速启动车床，推移尾座，使板牙切入工件，切出一至二个螺纹后，就可以放手，板牙带动尾座自动套出螺纹。当加工到所需要的长度后，只要将主轴反转，板牙推动尾座向后自动退出，即完成加工。经过实际使用，效果很好，其特点结构简单，安装极为方便，操作灵活可靠，通过将此专用套丝工具安装在机床尾座的锥孔内，板牙与工件中心首尾同轴，夹头的圆板牙与工件的垂直度好，避免了螺杆的中心发生位移，造成的螺纹的歪斜，套丝工作从始至终都极为省力和精确，可以获得精度较高的螺纹，螺纹一次成型，大大提高了工作效率。

    3 工艺特点

    （1）使用过程中，板牙和工件得到充分冷却润滑，消除了工件的热变形，板牙刃口锋利，减少套丝过程中因刃口不锋利，强行挤压工件而损坏螺纹面。

    （2）设计有排屑孔，排屑及时，避免了以前那种因铁屑卡在板牙缝中损坏板牙和铁屑堵塞内筒损坏丝扣的状况。

    （3）在加工不同尺寸的螺纹时，只需更换相应的板牙套，减少了加工时的辅助安装时间。

    4 结束语

    通过设计这种简易的车床套丝工具，从工艺上根本解决了螺纹加工出现的变形、烂牙、牙型倾斜等质量缺陷，有效提高螺纹精度和刀具的使用寿命，特别针对细长螺纹的加工，保证了牙型的完好，并实现了车床的自动套丝功能， 有效提高加工效率，减轻工人劳动强度。

    参考文献：

    [1]王文斌.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2004（08）.

    作者简介：王光红（1975-），女，山东兖州人，大专，助理工程师，从事煤矿机械设计与制造专业工作。