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摘要双线超长丝杠精车时采用乱扣原理进行多次循环分线，经过循环车削，既能消除分线时赶刀误差，又能提高螺纹的精度，提高超长丝杠加工精度。
关键词丝杠；乱扣数；工艺；多线
中图分类号：TG502 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0084-01
数控龙门刨铣床（CB2025-3002）的横梁丝杠长度6M，且为双线左旋丝杠螺纹。如此细长的双线丝杠加工方法采取不当会造成螺距误差过大，采用螺纹乱扣工作原理，可以保证分线的准确，车削过程中分线循环便利程度可达到一刀一分线，质量稳定程度、加工效率高。
1零件工艺分析及车削工艺
1.1 丝杠的主要自然特征
丝杠长径比；自身重量下垂4 mm；成品质量68 kg；双线左旋螺纹。
1.2 主要加工设备及方法
采用S50一丈四车床加工；增加便携式可调支撑架辅助工装；运用乱扣原理车削。S50车床是单位加工长度最大的机床，可车削的最大长度为3.6M，要完成近该丝杠加工，必须对机床配增支撑工装，并需调整机床丝杠副、齿轮啮合、导轨精度等重要参数。
1.2.1 丝杠车削的工艺流程
坯料—正火—热校直—车削—高温回火—热校直—车外圆—粗车螺纹—低温回火—校直—半精车螺纹—精车螺纹—精车其他。
1.2.2 乱扣原理的应用
利用乱扣盘上的刻线来控制车床丝杠的转速，使工件得到整转速。
1）在双线螺纹加工中使用乱扣盘分头是中长丝杠车削最主要的分头方法。它操作简单、分度准确、刀具循环有序，是企业多线螺纹加工的常用方法。
2）乱扣数的确定：
①乱扣数：乱扣数，乱扣数为4。②乱扣盘格数=4×10/20=2格，其中：乱扣数=4，设定乱扣盘格数=10格，蜗轮齿数=20（注：蜗轮齿数必须是乱扣数的整倍数）。
3）车削操作分线说明：①机床丝杠转过4圈，工件旋转3圈。此时按下闸瓦为第一螺旋线按闸位置不乱扣。即机床丝杠12×4圈，轴向移动距离48 mm，工件旋转3圈×16，轴向移动距离48 mm。②根据双线螺纹分头轴向等距的原则，第二条螺旋线应在第一按闸确定格数中间第二格为按闸位置。即机床丝杠12×2圈，轴向移动距离24 mm，工件旋转1.5圈×16，轴向移动距离24 mm。③第一条螺旋线按闸点为2、4、6、8、10；第二条螺旋线按闸点为1、3、5、7、9。
4）双线螺纹分线方法与效率分析：
目前通用的轴向等距分线和圆周等角度分线分线方法生产效率较低，质量差。如交换齿轮分线，若遇交换齿轮数为奇数则无法分线，不但效率低而且通用性差。为此，目前大型企业车削丝杠的分线一般采用乱扣原理，利用乱扣盘格数分线。通过机床旋转和工件旋转和乱扣盘格数，达到刀具移动的距离与机床移动距离相等。这是一种高效率、常态化的车削方法。它的生产效率比其他分线车削提高一倍，它的精度可以提高一个等级，即；中径公差；；中径公差；两者相比较，提高一个精度等级相当于中径处公差减少0.1 mm。
1.3 双线丝杠的车削及工艺技巧
1.3.1 梯形螺纹的粗车
1）由于工件过细过长，车削转速一般不超过150 r/min，采用W18Gr4V高速钢车刀低速车削。
2）粗车刀具几何角度的选择及安装：①刀具刃磨需磨出法向切削刃（即前低后高的形状）；②顺刀方向的主后角5°+6°20′=11°20′；③背刀方向的后角5°-6°20′=-1°20′；④为保证粗车螺纹时前后刀面的主要切削刃都处于良好的切削状态，即保证两切削刃处于零度状态，刀具的安装必须是法向（垂直）装刀。同时法向装刀方法可大大改善切削条件，减小工件变形。
3）粗车方法：①车削双线丝杠的粗车采用直进法，使用不同的刀头宽度的车刀车到小径尺寸。②使用乱扣盘按盘面格数分别一刀一线一循环。③严格控制牙顶宽度，并作为粗车的依据。
1.3.2 梯形螺纹的精车
①梯形螺纹的精车采用双面吃刀，一刀一次循环。双面吃刀一次进刀刻度不超过0.05 mm。②精车最后几刀吃刀深度不超过0.02 mm；转速不超过30 r/min。③尽量保证恒温切削，并采用优质植物油（菜籽油）冷却。
1.3.3 跟刀架与“研顶”
车工俗语“研顶”是指通过研磨的方法使跟刀架支撑爪上的圆弧与工件外圆大小一致，吻合面达到90%以上。采用跟刀架可以抵消切削中的背向力、防止工件弯曲变形的作用。
1.3.4 利用重砣防震
在车削超长丝杠过程中，由于工件的刚性极差。为了预防和减少震动和共振，可采用重砣防震，可起到显著效果。
1.4 丝杠的车削质量分析
1.4.1 双线丝杠的测量：
1）公差带：；；
2）测量读数值M：；
3）单针测量值A：
1.4.2 车削过程中容易出现的问题
1）工件细长，车削时会出现打嘟噜现象并伴随出现腰鼓形竹节麻花等外圆形状。
2）打嘟噜现象严重的将出现轻微共振，其表现形式为淬火工件瞬间水溅现象，如发生此种情况应立刻停车。
3）车削中还会出现如下形式的弯曲变形：切削力造成丝杠的弯曲；切削热造成丝杠的弯曲；离心力造成丝杠的弯曲；自身重量下垂造成的工件弯曲；经验不足，造成的热涨弯曲变形等。
1.4.3 预防各种变形的措施
1）细长丝杠车削时由于切削热的作用，工件受热向工件两端轴向伸长，此时可利用尾座手柄逆时针微调，可有效避免工件因受热无处伸展而造成的弯曲。
2）切削力大小与切削热的产生成正比，一般切削力越大产生的切削热越多。加工细长丝杠切削用量一般控制在下列范围： ；；。
3）由于工件过长，自身重量下垂可达4 mm，为避免因转速过高，离心力增大而造成工件弯曲增大。为此，机床转速必须控制在160 r/min内。
4）选择90°正偏刀车削外圆。在细长丝杠的加工中，径向切削力是造成工件变形的主要原因。选择合适的刀具几何角度，可以获得较小的径向切削力，减小变形。
2结论
经过对机床调整，增加辅助支撑架以及对车削工艺的合理编排，特别是通过设置乱扣盘等辅助工装，有效控制和解决了因分头而产生误差过大等问题，基于螺纹乱扣原理车削双线超长丝杠工艺技术完全能够满足生产要求。
参考文献
[1]孙连祥.乱扣盘工作原理与使用[J].制造技术与机床，1996（1）：18-20.
[2]张燕.超长丝杠加工方法的研究[J].机械工业标准化与质量，2008（6）.
关键词丝杠；乱扣数；工艺；多线
中图分类号：TG502 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0084-01
数控龙门刨铣床（CB2025-3002）的横梁丝杠长度6M，且为双线左旋丝杠螺纹。如此细长的双线丝杠加工方法采取不当会造成螺距误差过大，采用螺纹乱扣工作原理，可以保证分线的准确，车削过程中分线循环便利程度可达到一刀一分线，质量稳定程度、加工效率高。
1零件工艺分析及车削工艺
1.1 丝杠的主要自然特征
丝杠长径比；自身重量下垂4 mm；成品质量68 kg；双线左旋螺纹。
1.2 主要加工设备及方法
采用S50一丈四车床加工；增加便携式可调支撑架辅助工装；运用乱扣原理车削。S50车床是单位加工长度最大的机床，可车削的最大长度为3.6M，要完成近该丝杠加工，必须对机床配增支撑工装，并需调整机床丝杠副、齿轮啮合、导轨精度等重要参数。
1.2.1 丝杠车削的工艺流程
坯料—正火—热校直—车削—高温回火—热校直—车外圆—粗车螺纹—低温回火—校直—半精车螺纹—精车螺纹—精车其他。
1.2.2 乱扣原理的应用
利用乱扣盘上的刻线来控制车床丝杠的转速，使工件得到整转速。
1）在双线螺纹加工中使用乱扣盘分头是中长丝杠车削最主要的分头方法。它操作简单、分度准确、刀具循环有序，是企业多线螺纹加工的常用方法。
2）乱扣数的确定：
①乱扣数：乱扣数，乱扣数为4。②乱扣盘格数=4×10/20=2格，其中：乱扣数=4，设定乱扣盘格数=10格，蜗轮齿数=20（注：蜗轮齿数必须是乱扣数的整倍数）。
3）车削操作分线说明：①机床丝杠转过4圈，工件旋转3圈。此时按下闸瓦为第一螺旋线按闸位置不乱扣。即机床丝杠12×4圈，轴向移动距离48 mm，工件旋转3圈×16，轴向移动距离48 mm。②根据双线螺纹分头轴向等距的原则，第二条螺旋线应在第一按闸确定格数中间第二格为按闸位置。即机床丝杠12×2圈，轴向移动距离24 mm，工件旋转1.5圈×16，轴向移动距离24 mm。③第一条螺旋线按闸点为2、4、6、8、10；第二条螺旋线按闸点为1、3、5、7、9。
4）双线螺纹分线方法与效率分析：
目前通用的轴向等距分线和圆周等角度分线分线方法生产效率较低，质量差。如交换齿轮分线，若遇交换齿轮数为奇数则无法分线，不但效率低而且通用性差。为此，目前大型企业车削丝杠的分线一般采用乱扣原理，利用乱扣盘格数分线。通过机床旋转和工件旋转和乱扣盘格数，达到刀具移动的距离与机床移动距离相等。这是一种高效率、常态化的车削方法。它的生产效率比其他分线车削提高一倍，它的精度可以提高一个等级，即；中径公差；；中径公差；两者相比较，提高一个精度等级相当于中径处公差减少0.1 mm。
1.3 双线丝杠的车削及工艺技巧
1.3.1 梯形螺纹的粗车
1）由于工件过细过长，车削转速一般不超过150 r/min，采用W18Gr4V高速钢车刀低速车削。
2）粗车刀具几何角度的选择及安装：①刀具刃磨需磨出法向切削刃（即前低后高的形状）；②顺刀方向的主后角5°+6°20′=11°20′；③背刀方向的后角5°-6°20′=-1°20′；④为保证粗车螺纹时前后刀面的主要切削刃都处于良好的切削状态，即保证两切削刃处于零度状态，刀具的安装必须是法向（垂直）装刀。同时法向装刀方法可大大改善切削条件，减小工件变形。
3）粗车方法：①车削双线丝杠的粗车采用直进法，使用不同的刀头宽度的车刀车到小径尺寸。②使用乱扣盘按盘面格数分别一刀一线一循环。③严格控制牙顶宽度，并作为粗车的依据。
1.3.2 梯形螺纹的精车
①梯形螺纹的精车采用双面吃刀，一刀一次循环。双面吃刀一次进刀刻度不超过0.05 mm。②精车最后几刀吃刀深度不超过0.02 mm；转速不超过30 r/min。③尽量保证恒温切削，并采用优质植物油（菜籽油）冷却。
1.3.3 跟刀架与“研顶”
车工俗语“研顶”是指通过研磨的方法使跟刀架支撑爪上的圆弧与工件外圆大小一致，吻合面达到90%以上。采用跟刀架可以抵消切削中的背向力、防止工件弯曲变形的作用。
1.3.4 利用重砣防震
在车削超长丝杠过程中，由于工件的刚性极差。为了预防和减少震动和共振，可采用重砣防震，可起到显著效果。
1.4 丝杠的车削质量分析
1.4.1 双线丝杠的测量：
1）公差带：；；
2）测量读数值M：；
3）单针测量值A：
1.4.2 车削过程中容易出现的问题
1）工件细长，车削时会出现打嘟噜现象并伴随出现腰鼓形竹节麻花等外圆形状。
2）打嘟噜现象严重的将出现轻微共振，其表现形式为淬火工件瞬间水溅现象，如发生此种情况应立刻停车。
3）车削中还会出现如下形式的弯曲变形：切削力造成丝杠的弯曲；切削热造成丝杠的弯曲；离心力造成丝杠的弯曲；自身重量下垂造成的工件弯曲；经验不足，造成的热涨弯曲变形等。
1.4.3 预防各种变形的措施
1）细长丝杠车削时由于切削热的作用，工件受热向工件两端轴向伸长，此时可利用尾座手柄逆时针微调，可有效避免工件因受热无处伸展而造成的弯曲。
2）切削力大小与切削热的产生成正比，一般切削力越大产生的切削热越多。加工细长丝杠切削用量一般控制在下列范围： ；；。
3）由于工件过长，自身重量下垂可达4 mm，为避免因转速过高，离心力增大而造成工件弯曲增大。为此，机床转速必须控制在160 r/min内。
4）选择90°正偏刀车削外圆。在细长丝杠的加工中，径向切削力是造成工件变形的主要原因。选择合适的刀具几何角度，可以获得较小的径向切削力，减小变形。
2结论
经过对机床调整，增加辅助支撑架以及对车削工艺的合理编排，特别是通过设置乱扣盘等辅助工装，有效控制和解决了因分头而产生误差过大等问题，基于螺纹乱扣原理车削双线超长丝杠工艺技术完全能够满足生产要求。
参考文献
[1]孙连祥.乱扣盘工作原理与使用[J].制造技术与机床，1996（1）：18-20.
[2]张燕.超长丝杠加工方法的研究[J].机械工业标准化与质量，2008（6）.