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中职学校双线梯形螺纹实践教学新技巧
摘要:车削梯形螺纹是中职学校车工技能实训的重要课程之一,因为该功课程教学内容具有复杂性,使得教师在实际教学中容易出现不同类型的问题,特别是双线梯形螺纹加工难度较高,教学效率相对较低。因此,各个中职学校车工专业十分重视车削双线梯形螺纹的教学工作。基于此,本文对比了单线梯形螺纹与双线梯形螺纹之间的差异,介绍了双线梯形螺纹的加工方法,同时分别从讲解理论、图示讲解以及详说问题等方面介绍了中职学校双线梯形螺纹实践教学的具体技巧,以期能为中职学校双线梯形螺纹实践教学工作提供参考。
关键词:中职学校;双线梯形螺纹;实践教学
引言
各种机床之中,梯形螺纹工件得到广泛的应用[1]。所以职业教育之中,车削梯形螺纹的教学工作不管是从生产实践角度而言,还是从技能训练方面而言,都显得十分重要。双线梯形螺纹加工是车工需要掌握的技能之一,但是因培养车削提醒螺纹时走刀较快,吃刀深,切削余量较大与困难,使得实际仅能训练期间,陈学双线梯形螺纹难度较大[2]。因此,教师在开展双线梯形螺纹车削教学工作中,应尤为重视教授学生车削的技巧以及方式,重视对车削难点的讲解与分析,以免学生产生畏难心理,提高学生对车削双线梯形螺纹技术的掌握。因此,如何开展双线梯形螺纹教学即成为许多中职学校教师关注的重点。
一、单线梯形螺纹与双线梯形螺纹的差异
单线梯形螺纹加工检验项目具体含有螺距、牙型高度、中径以及表面粗糙程度;双线梯形螺纹与单线梯形螺纹加工检验内容有一定差异,主要体现在如下方面:
第一,标注方式。单线梯形螺纹与双线梯形螺纹在标注方式即存在差异。以某标注号为例:Tr36X6-7H-6R,其中“X6”中的6即代表螺距值为6,双线梯形螺纹的标准方式为:Tr36X12(P6)-7H-6L,其中“12(P6)”代表导程为12,螺距为6的双线梯形螺纹[3]。可见单线梯形螺纹仅标记螺距,双线梯形螺纹不仅需要标注螺距,还需要标注导程。第二,导程与螺距的标记。单线梯形螺纹中,导程即等同于螺距。双线梯形螺纹之中,导程是螺距与线数的乘积。第三,同样的螺纹参数。无论是单线螺纹,还是多线螺纹,两者参数是相同的,具体参数包括如下几项内容:外螺纹、内螺纹、牙顶宽、牙底宽以及牙顶间隙。
二、双线梯形螺纹车削过程中容易产生的问题
(一)分线精度与尺寸精度不佳
应用高速钢刀低速车削加工双线梯形螺纹过程中,需要应用直进方式,左右切削方式以及分层切削方式等多种方式交替开展。针对学生而言,车削过程中容易产生如下多种类型问题:第一,多元化车削方式交替开展使得小拖板必须频繁的交互应用,操作过于复杂,难以掌握[4]。第二,学生利用左右切削方式开展车削过程中,小拖板本身间隙的影响使得进退刀产生空进程,造成进到过程中背吃刀量产生不均衡的现象,严重影响加工精确度。第三,刀杆刚性不足,容易导致牙顶与压侧面受损,进而形成“烂牙”。第四,切削速度以及背吃刀量的挑选不合理,使得加工后零件产生牙型面“拉毛”。第五,车削深度不断加深,导致刀具参加和加工的刀刃长度增加,使得切削力度不断增加,刀具可能产生“崩刀”、“扎刀”等问题,乃至产生严重的断刀以及螺纹直接报废的问题。第六,精加工过程中,因为粗加工过程,牙宽不相等,使得精加工过程中基准面不能精确选用,所以车削双线梯形螺纹顺序不合理,可能导致分线受到负面影响。
上述问题的存在豆浆造成螺纹车削工作受到严重影响,使得分线精准度不足,螺纹牙侧面的粗糙程度并不能达到预期,螺纹中径值超过偏差等问题,将造成被加工的零件直接报废。
(二)加工效率低下
梯形螺纹车削,通常应用整体式高速钢车刀开展加工,高速钢车刀因为自身耐磨性以及耐热性不佳,所以高速钢车刀在车削双线梯形螺纹过程中,切削速度通常需要控制在每分钟20m之内[5]。若是学生在切削过程中,速度过快,切削的热量将显著上升,可能使得刀具受到严重磨损,如螺距为6mm双线梯形螺纹加工中,部分学生切削深度达到3.5mm,加工量过大。工件加工期间,如果切削的深度与背吃刀量的挑选不合理,可能导致某个螺旋槽并未完成加工,即需要再次刃磨刀具。学生在利用低速切削螺距不低于4mm的梯形螺纹过程中,需要应用直进的方式、左右切削方式以及分层切削方式等多种加工方法交替开展,但是该操作流程十分复杂。通过上述分析可知,加工量较大、操作复杂以及切削速度低等原因的存在,使得加工效率有明显得到降低。
三、双线梯形螺纹实践教学新技巧
(一)讲授理论与流程
车工教学中的各种教材,例如《车工生产实习》内有关梯形螺纹相关技术知识,包括在车削梯形螺纹过程中,通常建议选用高速钢刀具,由于高速钢材料车刀韧性较为理想,但是仅适用于低速车削。另外,教材针对梯形螺纹技术要求、车刀选用与装夹、车床选用与调节、梯形螺纹检测方式以及车削期间可能产生的问题与需要注意的内容进行了全面的分析与介绍。上述理论内容对技能操作而言将产生不可替代的指导作用[6]。故而,教师在开展车削双线梯形螺纹之前,应先要求学生熟悉教材之中的所有内容,包括车道几何形状、各种车削方式以及相关规格尺寸,使得学生能够达到熟记于心的地步,进而使得学生能够在技能训练期间可以了解加工的具体流程以及严格遵守操作流程的价值,同时明确违规操作具有危害性。
(二)图示讲解与实际操作
教师在组织学生开展车削加工之前,需要先指导学生对比图纸,全面精确地了解图纸内容以及工艺方面的需求,以便合理地选用刃磨车刀,调节车床、选择符合要求的工具与量具,并做好安全等预备工作。以双线梯形螺纹Tr36X12(P6)-7H-6L为例,教师可以向学生介绍分层法车削双线梯形螺纹。此时,教师严格依照图示进行讲解,可以帮助学生更为直观且容易地认识到梯形螺纹车削工作。示范操作是技能训练之中不可或缺的环节,教师利用示范性操作演示,能够使学生更为直观地感受操作流程,可以达到示范引导的效果。故而,教师在开展车削梯形螺纹实习训练课程中,需要开展示范性操作,并预先进行准备练习,以免出现漏洞或是问题,导致教学效果不理想。
(三)详细讲解问题
注意事项通常是操作的规范性要求,是技能训练课程中的安全指南。所以教师在教学中,应向学生讲解车削过程中容易产生的问题,并可以在课堂中引入新的技巧:
第一,螺纹大径粗加工与精加工两步走。第一,教师为学生示范,在粗加工过程中,严格根据零件图纸开展其他部分尺寸加工,直至满足图纸的要求,运用一夹一顶的装夹方法,粗加工梯形螺纹大径达到36。第二步,精加工过程中,双线梯形螺纹两条螺旋槽粗加工结束后,予以精加工,使得螺纹大径满足图纸的实际需要。主要是为了规避粗加工过程中形成的铁屑“拉毛”螺纹外圆,进而提高螺纹外圆表面的粗糙度数值。
第二,车削轴向辅助刻线。车削轴向辅助刻线的目的在于为车削提供便利,针对初次接触该加工技巧的学生,可以结合轴向刻线精确判断牙顶与压槽的宽度,处理粗加工过程中,双线螺纹牙顶宽度不统一的情况[7]。具体操作流程如下所示:加工人员先运用三角形螺纹车刀,将梯形螺纹外圆作为基础进行对刀,同时标记中滑板刻度,然后在工件表面车削刻线。绘制第一条线,将导程12mm为根据,然后绘制第二条线,此时小滑板需要向前方转6mm(螺距),绘制第二条线,结束后基于第二条刻线继续转动2.5mm(与牙顶宽留精车余量相同),继续绘制第四条线,小滑板继续向前方转动6mm(螺距),绘制第四条线。
如果学生已经相对熟练地掌握车削技术,车削过程中不可完全将此作为精基准,精基准应将螺旋槽的粗加工内滑板径向进刀深度到位后,小滑板轴向刻度为基准。之后小滑板轴向移动一个螺距,车削达到径向深度为标准。
第三,刀具挑选的改善。高速钢的特征在于强度、人性以及工艺性能优秀,且价格低廉。硬质合金的特征在于硬质合金硬度更高、耐磨性优秀以及韧性良好等优势,尤其是硬度更高,耐磨性优秀,使得该刀具即便处于500℃的环境中也不会产生变化,处于1000℃的环境下,硬度依旧十分理想[8]。教师可以为学生进行试验,显示硬质合金刀具的切削速度可超过高速钢刀的4倍,且使用时长更长。然而,可转动刀片在生产制造期间,刀尖的宽度以及外形已经确定,精加工过程中车刀的刀尖可能和牙型面三面形成接触,接触面显著增加,切削力随之增加,如果操作过程中出现不慎,可能引发拉毛现象,因此在选择可转位刀片精加工梯形螺纹过程中,受到刀片局限性的影响,不适用于精加工。结合上述分析可知,为了保证加工质量,并提高加工效率,同时确保牙型面表面粗糙度至满足要求,粗车道可以尝试应用机夹式,且能够转为的硬质合金刀具,这种刀具切削速度更快,刀具的使用时间更长,能够达到缩减施工时间,提高加工效率的效果。精加工所用刀具依旧以高速钢车刀为主,如此一来,可以充分发挥两种不同类型刀具的优势。
第四,改善车削方式。车削双线梯形螺纹过程中,如果学生所用的车削方式多于复杂,可能导致操作过于复杂,提高加工效率便需要改善车削方式。粗加工双线梯形螺纹过程中,寻找螺纹车刀径向进给量以及轴向进给量彼此比例关系,使得车刀依照特定固定不变的斜度斜向进刀。若是车削双线梯形螺纹过程中,小滑板向左侧赶刀,车刀右刀尖和工件轴线形成75°方向斜向进刀,车刀右侧切削刃不会参与车削,仅车刀前切削刃与左侧切削刃参加切削,车削过程中排屑十分顺畅,不容易产生啃刀与扎刀的问题,车削可以顺利开展。
(四)探索与解决难点
车工类型不同类型教材,包括《车道工艺学》以及《车工生产实习》之中关梯形螺纹规格的计算、车刀外形以及车削方式等进行详细介绍,但是规格参数计算以及操作方式并未进行详细的说明,所以学生合计操作过程中效率较低。针对上述相近的问题,即需要教师的认真分析与研究教材以及其余学习资料,并在实践中汇总各种经验,开展分析总结,总结时间教学中遇到的问题。如教材之中并未标明双线梯形螺纹车削期间采用的左右切削方式与斜进方式,精车螺纹过程中为了确保三针测量的M值怎样确认小滑板赶刀量,学生往往不能及时掌握,只能依赖个人的感觉,即会产生赶刀的现象。若是赶刀量过高,便可能引发螺纹工件报废的问题,如果赶刀量过少,可能产生双面切削的问题,造成扎刀或是车刀受损,乃至产生工件废除的问题。因此,该类型难点被突破之后,实际教学效果将得到显著的提高。
(五)讨论废品产生原因
教学中,教师应当加强巡回指导,结合学生实际操作情况为其提供有针对性的指导,纠正其问题,针对其产生的残次品,教师可以作为教学案例安排临时的及教学内容,引导学生分析问题产生的根本原因,以免其他学生产生同类型的问题。如学生车削加工之后的双线梯形螺纹产生螺距、牙形以及中径不合理的问题,或是产生表面粗糙以及啃刀的问题。此时,教师便可以此为反面案例,组织所有学生认真分析问题产生的原因,然后指导学生开展调节与修正。
结束语
车削双线梯形螺纹是车工专业技能实操训练的重点,同时是车工操作的基础技能,所以需要引起中职院校教学的重视。作为教师应明确双线梯形螺纹与单线梯形螺纹的差异,明确学生在实际加工中容易出现的问题,并通过合理的教学方案教授学生更新的加工技巧,提高学生对实践技能的熟练程度,提高学生学习质量,保证工件的加工水平。
参考文献
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[2] 梁品鑫. 数控车削双线梯形螺纹的工艺分析与编程方法[J]. 机械管理开发,2019,34(3):67-69.
[3] 张海波. 中职双线梯形螺纹加工及检测教学分析[J]. 文渊(高中版),2020(11):227.
[4] 能徐文,向红明,胡大成. 大螺距矩形螺纹、梯形螺纹及大模数ZA蜗杆在数控车的加工方法及切削参数的探讨[J]. 科技风,2019(6):128,165.
[5] 罗金龙,吴铁志. 梯形螺纹自制刀具在数控车削中的对刀方法[J]. 金属加工(冷加工),2022(3):58-60.
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