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摘 要：技工学院就是培养具有实际操作的中、高级技术工人的教育，教学基地，所以突出技能教学，强化操作技能训练是提高技工学校的重点。由于蜗杆的齿形比较深，切削面积大，在切削时很难把握，双头蜗杆螺旋线的分头比较困难，如果误差大，就会使所车的双头螺纹螺距不等，降低螺杆使用寿命。针对以上情况，优化切削参数和切削工艺，限定误差在图纸要求的范围内，保证双头蜗杆的质量，本人采用循环车削法精车双头蜗杆。
关键词：双头蜗杆；分头法；循环车削法
沿两条在轴向等距分布的螺旋所形成的蜗杆叫双头蜗杆。双头蜗杆容易产生分头误差，导程大，螺旋升角也大，车刀刃磨要求高，齿形深，切削面积大，走刀快，易扎刀加工困难，尺寸精度相互影响大，测量要求准确，是一种难度大的加工工艺。在多年的教学中，根据自己多年积累的加工经验以运用、讲解、分析、对比，示范操作相结合的方式指导学生，使他们较快地掌握这一难度大的加工工艺，教学效果明显。
一、蜗杆的分类与公制蜗杆各尺寸计算
1 蜗杆的分类
蜗杆的牙形角有40度，有29度的。我国采用40度公制蜗杆。公制蜗杆又分为轴向直廓蜗杆和法向直廓蜗杆两种。轴向直廓蜗杆的齿形在轴向截面是直线，在垂直于轴心线的截面内是阿基米德螺旋线，又称阿基米德蜗杆。我国采用轴向直廓蜗杆蜗轮传动比较广泛。
2 公制蜗杆各部分尺寸的计算
轴向模数mx，由图标和设计确定；头数z1由设计确定；齿形角a=20度；齿距P=兀mx；导程L=z1P=z1兀mx；全齿高h=2.2mx；齿顶高ha=mx 齿根高hf=1.2mx 齿顶宽（轴向）fx=0.843mx 齿根槽宽（轴向）Wx=0.697mx 齿厚sx=兀mx/2
二、双头蜗杆的分头方法
车削双头蜗杆时，学生经常出现分头误差大，影响蜗杆蜗轮的啮合精度，降低使用寿命。本人指导学生车双头蜗杆时，主要根据双头蜗杆形成原理，教会学生掌握轴向分头法和圆周分头法两类。
1.轴向分头法
第一条螺旋槽车好后把车刀沿轴向移动一个螺距，再车第二条螺旋槽。其关键是如何精确测量和控制车刀移动的距离。具体方法有：
（1）小滑板分头法：利用小滑板刻度使车刀移动一个蜗杆螺距，此方法适合粗车使用
（2）百分表、量块分头法：车好一条螺旋槽后移动小滑板，使百分表指示的读数等于多头蜗杆的一个螺距，再车下一个螺旋槽；当车削头数较多的蜗杆时，可在百分表与挡块之间垫一量块，其厚度等于所车多头蜗杆的模数，车好第一条螺旋槽后，取掉量块，移动小滑板是百分表测头一挡块接触，其读数与量块接触时一样，再车下一个螺旋槽，依次车削。此法可获得较高分头精度。分头后不能用小滑板赶刀，用于小批量精车。注意的是小滑板导轨与工件轴线相平行。
三、多头蜗杆车刀的刃磨与安装
1. 多头蜗杆车刀的刃磨
蜗杆车刀的刀尖材料、几何形状、角度必须满足下列基本要求：刀尖角为40度，蜗杆的导程和螺旋升角较大，考虑螺旋升角对车刀的前、后角的影响；蜗杆牙槽太深，切削面积大，考虑车刀的排屑和耐用度；蜗杆精度要求高，刀刃必须平直，表面粗糙度小；蜗杆刀头材料用W18r14v高速钢。
蜗杆车刀一般分为粗车刀和精车刀：蜗杆粗车刀，左右切削刃之间的夹角为39度，前角为20度，前刀面磨有等于螺旋升角的斜角，两切削刃相等的工件后角，使螺纹两侧刃后角有1.5mm的切削刃，以增加刀头强度。刀尖适当倒圆，切削用量；V=6～18m/min，ap=0.3～0.5mm。蜗杆精车刀左右切削刃之间夹角为40度；切削刃要磨成直线，表面粗糙度值小Ra=1.6um；前刀面为弧形，便于排屑，刀具两侧刃后角磨有倒角0.5mm，以增强提高刀具强度。
2. 车刀的安装
学生安装蜗杆车刀时，往往不正确，不仅影响车刀的几何角度，而且影响已加工蜗杆的牙形，增大半角的误差和中径误差。安装精车轴向直廓蜗杆时，注意车刀左右切削刃组成的平面与工件轴心线重合；且车刀刀头对称线垂直齿面。若采用调节螺旋升角的弹簧刀杆，它不仅可调节螺旋升角度数，还可防振，提高工件加工精度，延长刀具使用寿命。
四、双头蜗杆车削方法
车削双头蜗杆一般采用低速车削，粗车、精车分开进行。要求学生掌握车削蜗杆使用的切削速度，吃刀深度，提高加工效率。
1、工件的装夹
为了高效，大余量地车削双头蜗杆螺纹，在满足工件技术要求前提下，一般粗、精车都用一夹一顶装夹，个别对中径跳动要求高，不适合一夹一顶加工的工件，也应粗车选择一夹一顶装夹，精车时用两顶尖装夹来保证工件的技术要求。
2、车双头蜗杆螺纹，粗车采用的是左右车削法与分层切削法。精车采用循环切削法， 保证双头蜗杆的尺寸精度和表面粗糙度.现以车削双头蜗杆轴向模数为3， 头数为2的右旋螺纹来介绍我是如何用循环车削法精车双头蜗杆螺纹的。
1） 将蜗杆螺纹大径按图样尺寸车好和两端倒角（20°）车好，然后将螺纹粗车刀对到工件外圆上，将中滑板为零，同时小滑板朝前进方向消除间隙后对零。此举目的是方便操作者记住刻度，不易出错。
2） 以分层车削法粗车蜗杆螺纹。由于粗车刀刃磨得锋利又耐用，可加大切削深度。如：车双头蜗杆轴向模数为3的螺纹，导程为18.85mm， 齿距为9.425mm，螺纹牙型高度h=6.6mm，轴向齿顶宽为2.53mm，轴向齿根槽宽为2.09mm。车螺纹前，手柄位置按双头蜗杆，模数为6的铭牌。主轴转速在心50～80以内。螺纹刀前角在15度左右，便于排屑。 粗车时蜗杆螺纹牙型深可分为五层，每层为1.2mm，余量0.4mm为半精车和0.2mm为精车。在车第一个螺旋槽时，车削第一层时，用直进法，中滑板刻度值第一刀进1mm，第二刀进0.6mm，第三刀进0.4mm，笫四刀进0.4mm。共计牙型深1.2mm。此时因刀具三刃受力，难以继续采用大切削深度的直进法车削，中滑板不进刀， 刻度值保持在1.2mm位置。就开始小滑板左右赶刀法，每次可进0.3mm至0.5mm， 控制槽宽在6.5mm以内， 两侧面留0.15mm作精车， 再用对刀法把刀头对准螺纹槽内中间位置， 开始车第二层螺纹， 方法同车第一层方法相同。直至车完第五层，牙型高度到6.0mm.。第一条螺旋线粗车好后，水平移动小滑板一个齿距，即9.425mm。车削第二条螺纹槽时，车削方法与第一条螺纹粗车方法相同，注意中滑扳进刀深度和小滑板左右赶刀刻度数相同。 3） 用游标卡尺测量此时牙顶宽，将测量牙顶宽减去理论牙顶宽（fx=2.53mm），再减去所留两侧精车余量（0.3～0.4左右，精车余量以两侧面表面粗糙情况而定，表面粗糙时取0.4um），这就是赶刀的余量，将这个余量除以2，就是每侧赶刀的量。假如：我现测得牙顶宽为4mm，则我应向左边赶刀的量是[（4-2.53）-0.3]/2=0.585mm。当我仍以进刀深度为1.2mm，向左赶刀量为0.585mm车时，蜗杆螺纹刀只有左侧刃在切削，切削力不会太大。车完左边赶刀的一刀，将小滑板先退后进（消除空行程）对应地在零线右边减刀0.585mm车一刀（也可分两至三刀将减刀量0.585mm车完）。车完后，将小滑板再次对零。此时刀具就落在车宽了的槽中间。
4） 再以直进法车螺纹，由于刀头宽度小于（Wx=2.09），故可再如前面四次进刀将螺纹再车深1.2mm，然后又先向左赶刀。此时应目测确定赶刀量，并通过在螺纹头部试切，看切屑宽度（以不车起前一次直进法车出的左侧面为度，如车到前一次的侧面，则切屑会变宽），最后确定赶刀量，将左侧车好后，以相同赶刀量再车右侧面，左右两边车完后，再次将小滑板对零。刀头对准牙槽中间，同样方法中滑板单边进刀深度1.2，再左右赶刀车削两侧 ，至此粗车完成第一条螺旋线。移动小滑板车第二条螺纹螺旋线， 方法同车削第一条螺旋线方法相同。
5） 用循环车削方法是先精车底径深度到6.6mm，将刀头在螺纹大径上对刀，并将中滑板刻度盘对零。由于精车刀刀头宽度仍小于牙槽底宽，故精车刀可落到槽底，目测使精车刀处于槽中间，此时记住中滑板刻度盘值。
6） 精车两侧面，如图：
以双头蜗杆为例说明用循环切削法精车两侧面，每个侧面约留0.15 余量。设双线蜗杆的两条螺旋槽为A和B，槽A的两侧为1和4，槽B的两侧为2和3，采用轴向分线法，低速10至20转， 先精车牙槽A的1面， 刀头接触牙槽底，左切削刃接触侧面1，小滑板向左每次赶刀0.02，使左侧面1车光，记住小滑板刻度值。移动小滑板小于螺距9.425，使刀头进入槽B，接触侧面2，刀头接触槽底，小滑板分次赶刀车削至到一个螺距9.425为止。即从侧面1到侧面2保持距离为9.425， 侧面2车好后，小滑板后退接触侧面3，分次赶刀车削，用齿厚尺测量侧面1和侧面3组成的齿厚，假若轴向齿厚尺寸达到了4.71mm， 侧面3车削好了。再记住小滑板刻度值， 刀头移动到槽A， 刀头右切削刃接触侧面4，分次赶刀车削侧面4， 使小滑板从侧面3到侧面4保持一个螺距9.425。如此类推，车1面、再车2面、再车3面、再车4面，这种方法就是循环车削法。
7） 至此双头蜗杆螺纹加工完毕。在整个加工过程中，由于每次车削参加切削的刃不太长，所受的切削力不太大，故切削过程平稳，不会出现扎刀的现象，更不会打刀。从而保证车双头蜗杆螺纹质量的快速和稳定。
总之，在实践操作中应尽可能的利用车床的中、小刻度盘，运用数学知识来让我们的车削更加快速可控是实施创新思维的需要。本文阐述了精车双头蜗杆螺纹循环车削法。文中有不尽完美之处，敬请批评、指正！
参考文献
彭德荫等主编。《车工工艺与技能训练》。中国劳动社会保障出版社。2001.6
关键词：双头蜗杆；分头法；循环车削法
沿两条在轴向等距分布的螺旋所形成的蜗杆叫双头蜗杆。双头蜗杆容易产生分头误差，导程大，螺旋升角也大，车刀刃磨要求高，齿形深，切削面积大，走刀快，易扎刀加工困难，尺寸精度相互影响大，测量要求准确，是一种难度大的加工工艺。在多年的教学中，根据自己多年积累的加工经验以运用、讲解、分析、对比，示范操作相结合的方式指导学生，使他们较快地掌握这一难度大的加工工艺，教学效果明显。
一、蜗杆的分类与公制蜗杆各尺寸计算
1 蜗杆的分类
蜗杆的牙形角有40度，有29度的。我国采用40度公制蜗杆。公制蜗杆又分为轴向直廓蜗杆和法向直廓蜗杆两种。轴向直廓蜗杆的齿形在轴向截面是直线，在垂直于轴心线的截面内是阿基米德螺旋线，又称阿基米德蜗杆。我国采用轴向直廓蜗杆蜗轮传动比较广泛。
2 公制蜗杆各部分尺寸的计算
轴向模数mx，由图标和设计确定；头数z1由设计确定；齿形角a=20度；齿距P=兀mx；导程L=z1P=z1兀mx；全齿高h=2.2mx；齿顶高ha=mx 齿根高hf=1.2mx 齿顶宽（轴向）fx=0.843mx 齿根槽宽（轴向）Wx=0.697mx 齿厚sx=兀mx/2
二、双头蜗杆的分头方法
车削双头蜗杆时，学生经常出现分头误差大，影响蜗杆蜗轮的啮合精度，降低使用寿命。本人指导学生车双头蜗杆时，主要根据双头蜗杆形成原理，教会学生掌握轴向分头法和圆周分头法两类。
1.轴向分头法
第一条螺旋槽车好后把车刀沿轴向移动一个螺距，再车第二条螺旋槽。其关键是如何精确测量和控制车刀移动的距离。具体方法有：
（1）小滑板分头法：利用小滑板刻度使车刀移动一个蜗杆螺距，此方法适合粗车使用
（2）百分表、量块分头法：车好一条螺旋槽后移动小滑板，使百分表指示的读数等于多头蜗杆的一个螺距，再车下一个螺旋槽；当车削头数较多的蜗杆时，可在百分表与挡块之间垫一量块，其厚度等于所车多头蜗杆的模数，车好第一条螺旋槽后，取掉量块，移动小滑板是百分表测头一挡块接触，其读数与量块接触时一样，再车下一个螺旋槽，依次车削。此法可获得较高分头精度。分头后不能用小滑板赶刀，用于小批量精车。注意的是小滑板导轨与工件轴线相平行。
三、多头蜗杆车刀的刃磨与安装
1. 多头蜗杆车刀的刃磨
蜗杆车刀的刀尖材料、几何形状、角度必须满足下列基本要求：刀尖角为40度，蜗杆的导程和螺旋升角较大，考虑螺旋升角对车刀的前、后角的影响；蜗杆牙槽太深，切削面积大，考虑车刀的排屑和耐用度；蜗杆精度要求高，刀刃必须平直，表面粗糙度小；蜗杆刀头材料用W18r14v高速钢。
蜗杆车刀一般分为粗车刀和精车刀：蜗杆粗车刀，左右切削刃之间的夹角为39度，前角为20度，前刀面磨有等于螺旋升角的斜角，两切削刃相等的工件后角，使螺纹两侧刃后角有1.5mm的切削刃，以增加刀头强度。刀尖适当倒圆，切削用量；V=6～18m/min，ap=0.3～0.5mm。蜗杆精车刀左右切削刃之间夹角为40度；切削刃要磨成直线，表面粗糙度值小Ra=1.6um；前刀面为弧形，便于排屑，刀具两侧刃后角磨有倒角0.5mm，以增强提高刀具强度。
2. 车刀的安装
学生安装蜗杆车刀时，往往不正确，不仅影响车刀的几何角度，而且影响已加工蜗杆的牙形，增大半角的误差和中径误差。安装精车轴向直廓蜗杆时，注意车刀左右切削刃组成的平面与工件轴心线重合；且车刀刀头对称线垂直齿面。若采用调节螺旋升角的弹簧刀杆，它不仅可调节螺旋升角度数，还可防振，提高工件加工精度，延长刀具使用寿命。
四、双头蜗杆车削方法
车削双头蜗杆一般采用低速车削，粗车、精车分开进行。要求学生掌握车削蜗杆使用的切削速度，吃刀深度，提高加工效率。
1、工件的装夹
为了高效，大余量地车削双头蜗杆螺纹，在满足工件技术要求前提下，一般粗、精车都用一夹一顶装夹，个别对中径跳动要求高，不适合一夹一顶加工的工件，也应粗车选择一夹一顶装夹，精车时用两顶尖装夹来保证工件的技术要求。
2、车双头蜗杆螺纹，粗车采用的是左右车削法与分层切削法。精车采用循环切削法， 保证双头蜗杆的尺寸精度和表面粗糙度.现以车削双头蜗杆轴向模数为3， 头数为2的右旋螺纹来介绍我是如何用循环车削法精车双头蜗杆螺纹的。
1） 将蜗杆螺纹大径按图样尺寸车好和两端倒角（20°）车好，然后将螺纹粗车刀对到工件外圆上，将中滑板为零，同时小滑板朝前进方向消除间隙后对零。此举目的是方便操作者记住刻度，不易出错。
2） 以分层车削法粗车蜗杆螺纹。由于粗车刀刃磨得锋利又耐用，可加大切削深度。如：车双头蜗杆轴向模数为3的螺纹，导程为18.85mm， 齿距为9.425mm，螺纹牙型高度h=6.6mm，轴向齿顶宽为2.53mm，轴向齿根槽宽为2.09mm。车螺纹前，手柄位置按双头蜗杆，模数为6的铭牌。主轴转速在心50～80以内。螺纹刀前角在15度左右，便于排屑。 粗车时蜗杆螺纹牙型深可分为五层，每层为1.2mm，余量0.4mm为半精车和0.2mm为精车。在车第一个螺旋槽时，车削第一层时，用直进法，中滑板刻度值第一刀进1mm，第二刀进0.6mm，第三刀进0.4mm，笫四刀进0.4mm。共计牙型深1.2mm。此时因刀具三刃受力，难以继续采用大切削深度的直进法车削，中滑板不进刀， 刻度值保持在1.2mm位置。就开始小滑板左右赶刀法，每次可进0.3mm至0.5mm， 控制槽宽在6.5mm以内， 两侧面留0.15mm作精车， 再用对刀法把刀头对准螺纹槽内中间位置， 开始车第二层螺纹， 方法同车第一层方法相同。直至车完第五层，牙型高度到6.0mm.。第一条螺旋线粗车好后，水平移动小滑板一个齿距，即9.425mm。车削第二条螺纹槽时，车削方法与第一条螺纹粗车方法相同，注意中滑扳进刀深度和小滑板左右赶刀刻度数相同。 3） 用游标卡尺测量此时牙顶宽，将测量牙顶宽减去理论牙顶宽（fx=2.53mm），再减去所留两侧精车余量（0.3～0.4左右，精车余量以两侧面表面粗糙情况而定，表面粗糙时取0.4um），这就是赶刀的余量，将这个余量除以2，就是每侧赶刀的量。假如：我现测得牙顶宽为4mm，则我应向左边赶刀的量是[（4-2.53）-0.3]/2=0.585mm。当我仍以进刀深度为1.2mm，向左赶刀量为0.585mm车时，蜗杆螺纹刀只有左侧刃在切削，切削力不会太大。车完左边赶刀的一刀，将小滑板先退后进（消除空行程）对应地在零线右边减刀0.585mm车一刀（也可分两至三刀将减刀量0.585mm车完）。车完后，将小滑板再次对零。此时刀具就落在车宽了的槽中间。
4） 再以直进法车螺纹，由于刀头宽度小于（Wx=2.09），故可再如前面四次进刀将螺纹再车深1.2mm，然后又先向左赶刀。此时应目测确定赶刀量，并通过在螺纹头部试切，看切屑宽度（以不车起前一次直进法车出的左侧面为度，如车到前一次的侧面，则切屑会变宽），最后确定赶刀量，将左侧车好后，以相同赶刀量再车右侧面，左右两边车完后，再次将小滑板对零。刀头对准牙槽中间，同样方法中滑板单边进刀深度1.2，再左右赶刀车削两侧 ，至此粗车完成第一条螺旋线。移动小滑板车第二条螺纹螺旋线， 方法同车削第一条螺旋线方法相同。
5） 用循环车削方法是先精车底径深度到6.6mm，将刀头在螺纹大径上对刀，并将中滑板刻度盘对零。由于精车刀刀头宽度仍小于牙槽底宽，故精车刀可落到槽底，目测使精车刀处于槽中间，此时记住中滑板刻度盘值。
6） 精车两侧面，如图：
以双头蜗杆为例说明用循环切削法精车两侧面，每个侧面约留0.15 余量。设双线蜗杆的两条螺旋槽为A和B，槽A的两侧为1和4，槽B的两侧为2和3，采用轴向分线法，低速10至20转， 先精车牙槽A的1面， 刀头接触牙槽底，左切削刃接触侧面1，小滑板向左每次赶刀0.02，使左侧面1车光，记住小滑板刻度值。移动小滑板小于螺距9.425，使刀头进入槽B，接触侧面2，刀头接触槽底，小滑板分次赶刀车削至到一个螺距9.425为止。即从侧面1到侧面2保持距离为9.425， 侧面2车好后，小滑板后退接触侧面3，分次赶刀车削，用齿厚尺测量侧面1和侧面3组成的齿厚，假若轴向齿厚尺寸达到了4.71mm， 侧面3车削好了。再记住小滑板刻度值， 刀头移动到槽A， 刀头右切削刃接触侧面4，分次赶刀车削侧面4， 使小滑板从侧面3到侧面4保持一个螺距9.425。如此类推，车1面、再车2面、再车3面、再车4面，这种方法就是循环车削法。
7） 至此双头蜗杆螺纹加工完毕。在整个加工过程中，由于每次车削参加切削的刃不太长，所受的切削力不太大，故切削过程平稳，不会出现扎刀的现象，更不会打刀。从而保证车双头蜗杆螺纹质量的快速和稳定。
总之，在实践操作中应尽可能的利用车床的中、小刻度盘，运用数学知识来让我们的车削更加快速可控是实施创新思维的需要。本文阐述了精车双头蜗杆螺纹循环车削法。文中有不尽完美之处，敬请批评、指正！
参考文献
彭德荫等主编。《车工工艺与技能训练》。中国劳动社会保障出版社。2001.6