车床技师论文淬火后螺纹环规车削加工方法的研究[五篇]

第一篇：车床技师论文淬火后螺纹环规车削加工方法的研究

淬火后螺纹环规车削加工方法的研究

淬火后螺纹环规车削加工方法的研究

【摘要】 螺纹环规传统的制造方法是：淬火前车螺纹，中径留研量，淬火后用螺纹研棒，精研螺纹的工艺方法。但这种方法由于考虑淬火后螺纹变形等问题，中经研磨留量较大，其效率低、质量差、成本高。而采用先淬火后车螺纹的方法，可减小或避免因淬火而造成的螺纹尺寸变形问题，中径留量易控制，研量小，可提高研磨效率、加工质量，降低制造成本，是一种很有推广应用价值的工艺方法。该文详细论述了螺纹环规淬火后如何提高其加工精度、降低成本、保证质量所采取的措施和方法，使其生产和加工的效率得以显著提高。【关键词 】淬火加工 螺纹环规 刀具参数 变形量

前言

我们公司机车柴油机上有很多4H级的螺纹，如M33×2-4H螺纹等，这种高精度螺纹环规专业工具厂很少生产。因此，几十年来我们用的4H级的螺纹环规，一直是我们工模具分厂生产的，并供应路内各内燃机车生产厂家，但我们生产这种螺纹环规的工艺方法是比较落后的。如淬火前车螺纹，中径留研磨留量较大，淬火后钳工用多级研磨棒研螺纹。工艺复杂，工装量多，研磨工时多，废品率高，制造成本高。根据多年车超硬材料的体会，经过多次试验和分析，最终发现生产率比较低等问题，找到了如何提高加工精度的方法和解决了研磨留量大等问题，向领导提出了淬火后车螺纹最后精研螺纹的设想，得到领导和技术人员的大力支持。

一．淬火后车螺纹的工艺试验

传统的制造螺纹环规方法是：淬火前车螺纹，考虑淬火变形等因素，螺纹中径留研量0.25-0.3毫米，淬火后每0.05毫米为一级做研磨棒，逐级进行研 磨，一般要经6-7组研磨。这种工艺的最大缺点是，随着螺纹环规的大小、厚薄，不同批号的螺纹环规材料而有不同的淬火变形。中径留量留小了，往往因变形大研不圆而报废，如果中径留大了有时六、七级研磨棒研不好，造成螺纹牙尖和牙根变形，螺纹半角直线性不好而报废。在研磨过程中，不单单耗费大量的工时而工装的消耗更为惊人。一般每级研磨棒最少准备两件，加上研小径通常准备研磨棒就是八种16件，这样通端和止端各准备一套计32件。往往做一付小小的环规，需要准备一大堆工装。工时、原材料浪费大，废品率高，质量差。而采用淬火后车削完全不同，因淬火后车削的最大特点是不再考虑环规淬火变形量的大小，而是可根据精研量的实际需要，直接控制研磨量。这样使中径研量由过去的0.25-0.3毫米降为0.04-0.06毫米，由于研磨量大大减小了，研磨棒也相应的减少了。研磨效率提高了3-4倍，制造成本降低了70%，环规质量也有了很大的提高，解决了螺纹环规生产的一大关键。

二．淬火后车螺纹环规需解决的技术问题

淬火钢切削加工，近几年已较普遍，但螺纹环规淬火后车削则不完全等同于普通淬火件的车削。一是因我们公司生产的螺纹环规规格较小，一般在M22-M39之间，属于小内孔螺纹加工，刀头小，刀杆刚性差，不适应车淬火钢的条件；二是挑丝刀本身几何角度受限，很难按车淬硬钢的要求去改变它，故刀尖易磨损更易崩碎；三是对螺纹的精度要求较高，要求控制公差在正常螺纹公差的三分之一左右。因此，要实现淬火后车螺纹环规需要进一步解决一系列技术难题。

（一）淬火钢性能和切削特点分析

螺纹环规材料CrWMn，热处理硬度HRC58-65。据资料介绍，当工件硬度高到HRC47-70时，强度是未淬火45钢的3.3-4倍。由于淬火钢硬度和强度的提 高，产生的切削热量随即升高，加之淬火钢的导热系数低，螺纹车刀刀尖角的特小，则大量切削热都集中于刀尖处，故刀尖极易磨损和崩刃。因此刀具材料的选择，刀具几何参数的确定，切削用量的选择将直接关系到我们这一设想的实现与否。

（二）刀具材料的选择

加工淬火钢的刀具材料应具有较高的耐热性、耐磨性和一定的抗冲击性。我们常用切削淬火钢的刀具材料较多，但各又适合不同的加工条件，因此必须充分分析和掌握自己的加工条件之后去选择刀片材料。我们根据内螺纹刀具几何

参数严格受限的条件分析，最终选择了硬度较适中，强度则较高的726硬质合金刀片。车刀刀杆采用排刀式刀杆（如图一）。

图一

（三）刀具几何参数的选定

在车削淬火钢时，只有好的刀具材料，没有合理的刀具几何参数是不行的，只有根据具体加工对象，加工材料性能和刀具结构，刀具系统刚性等选择刀具几何参数，才能有效的发挥刀具材料应有的性能。

（1）刀具前角：车削淬火钢时，前角对切削过程影响较大，为了保证刀具有较高的耐用性，前角不能太大，否则刃口强度太低，容易崩刃。但前角太小，则切削容易变形，切削温度和切削力都会增加。故一般选用r0=0°~-10°，但考虑到螺纹牙形角是60°±15′，为保证牙形角的准确性，因此选用r0=0°的前角

（2）刀具后角：采用较大的后角能减小后刀面的磨损，有利于刀具耐用度 的提高。但加大后用会使楔角减小，切削过程中容易出现崩刃现象，因此后角不宜太大。一般车削淬火钢应选用α=8°~12°，因考虑挑丝刀强度较差，故选用α=9°（如图二）。

图二

（3）刀尖圆弧：刀尖圆弧半径大小，直接影响到刀尖强度和表面粗糙度，一般选用R0.5-2mm，而我们因受螺纹底径尺寸的影响，只能按规定的螺纹底径允许的R0.12mm取用（如图三）。

图三

另外还有像刀具的主偏角、付偏角、刃倾角等为提高刀具强度可采取一系 列措施去补救。而我们是螺纹加工，主偏角、付偏角都是按照60°±15′牙形角规定的，故在这方面则无任何的选择余地，这比车普通淬火钢增加了不少难度。但为了尽可能提高刀具的耐用度，我们也采取了一些补偿措施。如为确保刀尖角60°±15′的几何精度，我们用线切割加工出，并通过钼丝反复切光（磨光）的方法，不仅确保了刀具精度而且使刃口得到放电磁化，同时还对刃口和其它表面，用金刚石油石，进行了认真的研磨，以力求提高加工表面质量和提高刀具耐用度。

（四）切削用量的选择

一般淬火钢（高速钢除外）在切削温度达到400℃时，硬度则迅速下降，但726硬质合金刀片则仍保持原来硬度。所以在切削淬火钢时，可利用淬火钢的这一特点，适当提高切削速度。但也不易过高，一般选用V=30-75米/分。但考虑到刀尖强度过低和刀杆刚性不好的实际情况，我们经反复试验认为在9-12米/分时较好。

（五）切削深度的选用

一般车淬火钢dp=0.05-2mm，而车螺纹考虑到刀尖热负荷大，刀杆细而振动大的实际情况，我们切削量采用第一刀dp=0.2mm，在随后的各刀中，第一刀dp=0.1mm，第二刀dp=0.05mm，而这样不断的交替进行，直至量规检测差多时再反复光几刀的方法。主要目的是减少刀具振动，降低刀尖热负荷，防止刀尖崩刃，以提高牙形精度和表面质量。

（六）加工中应注意的事项：

（1）为确保螺纹牙形半角精度，装刀时用对刀仪严格对刀，力求准确。（2）对刀后进行试切，可通过车试棒，检测试棒半角来核对装刀精度是否正确。三．结论

只要能正确的认识淬火钢的性能和它在切削加工中的特点，合理选择刀具材料，合理选择刀具的几何参数，合理选择切削用量和进行正确的操作，淬火后车螺纹环规是完全可行的。只要找打选用的刀具材质和所加工的工件材料性能尽可能相适应，并正确选用合理的切削用量和刀具几何角度，或改进加工工艺，这样“难加工”就可以转化为可以加工或者容易加工，甚至生产效率可以成倍地提高。

通过淬火后车螺纹环规的实践，使我们进一步认识到淬火钢的切削加工规律，随着科学技术的不断发展，产品零件结构的不断复杂，加工精度和表面质量要求的不断提高，淬火钢切削加工技术将越来越被广泛的应用。

参考文献

1.许灏等《机械设计手册》.北京：机械工业出版社，1992。

2.吴雪松等《可转位刀具实用手册》.北京：北京科学技术出版社，1992。3.常宝珍等《车工技术问答》.北京：机械工业出版社，2002。4.何建民等《高级车工必读》.北京：机械工业出版社，2005。

第二篇：钳工技师论文-对螺纹加工实践分析

一、加工螺纹底孔应注意的事项

（一）严格按照《机械工人切削手册》进行查表和计算，选择所需加工螺纹底孔的钻头或扩孔钻头。钻头的切削刃要锋利，刃带要光滑，不得有毛刺和磨损等，避免底孔刮伤或产生锥度等缺陷。

（二）钻孔时要选择适当的转速和进刀量，根据材料不同，选择合理的冷却润滑液，以防止产生过高的切削热能，而加厚冷硬层，给以后攻丝造成困难。

（三）底径大于10mm时，最好先钻孔再扩孔，使底径达到所要的直径和粗糙度，底孔粗糙度应不小于3.2√。可以避免造成弯曲和倾斜，而致使螺纹牙型不完整和歪斜。

二、螺纹攻丝实例

（一）对m8以下的小直径螺纹进行攻丝，一般都在排钻上加工，用一般的弹性夹头夹持住机用丝攻，在排床下面装置脚踏开关，攻削时手扶工件，钻床转速一般采用480—860转/分，适当地加些菜油。在攻丝过程中，钻床主轴保持不动，丝攻进刀和退刀完全靠手控制，靠手感感觉，如果丝攻负荷增加，可立即踏下反转开关，就可以方便而迅速。

（二）地将丝攻退出。这样就避免丝攻折断，如此往返加工，提高工作效能，适用于批量生产。

（三）对不锈钢材料的加工。在实践中，遇不锈钢材料的攻丝是件比较困难的事。如何提高工作效率呢？这就要将丝攻进行修磨，使切削锥度延长，一般为4°，使校准部分留4t，这样可以减小切削厚度和切削变形 同时，切切屑也容易卷曲和排除。加大前角和后角，使γ=15°，α=25°，以提高切削能力，减少摩擦。这样，虽然刀齿的强度有所降低，但因切削锥角较小，切削部分加长了，使每个刀齿的切削负荷减轻了，所以对刀齿的强度影响不大。用这种头锥攻完后，再用二锥和末锥加工，可以提高螺纹的质量和粗糙度。

三、丝攻的修磨。

丝攻发生磨损和崩刃以后，可以通过修磨恢复它的锋利性,一般情况下,主要是修磨刀齿前后角。

(一)切削刃前面的修磨。当丝攻的切削刃经钝化或粘屑，因而降低其锋利性时，可以用柱形油石研磨切削刃的前面。研磨时，在油石上涂一些机油，油石掌握平稳，注意不要将刀齿的小园角。研磨后将丝锥清洗干净。当丝攻的刀齿磨损到极限成崩刀齿时，可在刀磨上用片状砂轮修磨刀齿的前面。修磨好后，用柱形油石进行研磨，提高刀齿前面和容屑槽的粗糙度。

(二)切削刃的后角的修磨。当丝攻的切削刃损坏时，可在一般砂轮上修切削刃后角。修磨时要注意切削锥的一致性。转动丝攻时，下一条刃齿的刃尖不要接触砂轮，以免将刀齿的刃尖磨掉。

四、丝锥本身的质量状况对加工的螺纹孔有着直接的影响，因而在选用丝攻时，要注意几点：

（一）丝攻的螺纹表面和容屑槽要光滑。如切屑瘤、粘屑或锈蚀时，要消除干净，以完全阻碍切削的排除。丝锥的牙形和切削部分的刀齿要锋利，不得有崩刃、毛刺、碳伤等，否则在攻削时，就会粘屑和破坏螺孔表面粗糙度。

（二）机用丝攻的装夹部分要光整，对磨损严重的要进行修磨 手用丝攻的方头棱角磨损后，应修磨小一号，防止攻丝时夹持不牢，产生打滑。

（三）要达到工件螺纹孔的精度，要选用相应精度的丝攻进行加工。

第三篇：光电测量技术与车床加工研究论文

摘要：我国现代化建设不断推进，对我国制造业也提出更高、更多地要求。目前制造业的发展向着更加高精度的方向进行，这对机械制造业的精度测量技术与机床加工技术提出了更高要求。本文主要介绍光电测量技术在车床加工的应用，研究其技术优势与必要性，对出现的技术问题进行探讨，最提出一定建议。

关键词：光电测量技术；机床加工；高精密加工；机械制造

目前我国机械制造技术的发展已经达到一定水平，机械制造业的需求也在不断的提高。而机床是机械制造的必要设备，已经获得了广泛的应用，在机床制造中，加工精度对于产品的质量有着极为重要的影响。本文主要对精度检测环节重点讨论，利用光电测量技术提高测量校对精度，提高车床制造加工的精度。

1光电测量技术的应用优势

1.1传统技术的缺陷

数控车床是一项高精度的自动化机床设备，将传统的人工制造完全由机器代替运行，这设计的技术十分广泛，而这里主要讨论测量技术。传统的测量技术一直是建立在原本的肉眼辨别基础上，无论是利用技术扩大肉眼辨别的精度，还是讲测量的尺寸利用技术投影放大，均是如此。例如显微装置与轮廓投影仪，这一类测量方式存在局限性，测量的误差难以消除，加工要求的提高使得这一类测量方式难以满足更高的需求，提高成本极高。

1.2光电测量技术的优势

光电测量技术主要利用光学几何性质，将机床测量坐标以光学标记（一般为十字架），将光电信号传递到计算机，通过计算机处理计算，极大地提高了测量精度。光学信号的敏感程度远高于肉眼，而计算机进行精度校对处理，也极大的提高了精度校对的处理速度。随着机械制造自动化水平的不断提高，对制造业的加工效率要求也不断提高，而光电测量技术，利用光学传感器与计算机储备提高车床加工精度，同时也可以更进一步提高制造业的生产效率。

2.光电测量技术在车床加工中的应用

2.1设定准确的加工坐标系

对车床加工而言，在绘制好加工图纸之后，需要在实际加工之前校对工件坐标系，这一坐标系是与机床自身坐标系相对的一个坐标系，直接关系到加工精度的提高。在传统操作中，这一环节需要人工设定工件坐标系，需要人工试切，首先会对造成一定的材料浪费，更重要的是加工精度难以保证，依赖于技术人员的操作水平；其次，进行了一定程度上的改善升级，但是在不改变原理的基础上难以有较大的提高。而利用光电测量技术，可以直接避免与工件接触，避免接触后出现的位置偏移。并且光电测量技术可以将坐标系测定结果直接反馈给车床的内置计算机，快速实现工件坐标系设定，提高工作效率。

2.2反馈补偿减少误差

目前数控机床的控制系统一般为闭环或者半闭环，利用光电测量系统对车床的具体加工过程进行监控校对，将由伺服系统与机床导轨等其他设备缺陷造成的加工误差反馈给计算机，计算机再更正进给信号，达到更高的加工精度，保证产品质量。通过光电测量技术，不仅仅可以高精度的校对进给尺寸误差，而且还通过光电信号转化可以很快反馈给计算机，得出修正信号。这是目前数控车床发展的主要技术方向，利用传感器技术实现闭环控制系统。

2.3方便数据处理

要实现高精度的加工，光电信号的数据处理也至关重要，要将收到的光电信号数据进行合理的处理，便于运用于加工中。对此，要建立一个较为完善的数据模型，在数据处理后可以利用一些绘图软件，将测量结果直接显示在人机交互界面，方便技术人员对应设计材料对于加工工艺与计划进行微调。这对毛坯生产与后期加工分离的现代机械加工生产而言意义重大，从而提高的机械加工的适应性与效率。

3.光电测量技术的问题探究

在实际的光电测量技术运用中，依旧存在了一些问题，需要研究探讨。主要问题有两个：第一，成本问题，要实现光电技术加工需要与之相对应的车床设备，而我国大部分企业运用的生产车床尚不能完全满足要求，这对光电测量技术在车床加工的应用是极大的限制，因此在未来的技术改进方向主要考虑降低技术成本与在现有机床的基础上进行融合改进；第二，技术人员的储备不足，光电测量设备的技术含量较高，对于参与加工的技术人员要求也在提高，而现有工人的文化水平使得培训难度较大，最终成本也较高。

4.结束语

我国面对新世界的发展大潮，要全面建设现代化国家，在各个方面达到世界的先进水平，实现技术的进步需要强大的制造业为基础，因此，要高度重视我国机械制造水平的提高。对新技术的创新运用是一项提高机械制造生产水平的有效手段，光电测量技术已经出现了一段时间，它对制造业生产效率与产品质量的提高前景有目共睹，对光电测量技术在实际加工中的应用研究探讨意义重大，是实现我国现代化工业的关键点之一。

参考文献：

[1]张敬大.基于光干涉法的超精密车削表面微结构在位检测技术研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2016.[2]吴玲敏,鲍明全,郭世维.激光跟踪仪在车床加工精度检测中的应用研究[J].激光杂志,2017,38(3):46-49.[3]周肇飞,周卫东,王世华,等.亚纳米级超精细表面微观形貌光电测量技术的现状与发展[J].工具技术,1997(1):34-37.作者：徐鹤雷 单位：江苏省宜兴中等专业学校