任務(wù)3梯形螺紋的加工

1、任務(wù)3 梯形螺紋的加工【任務(wù)描述】梯形螺紋是應(yīng)用廣泛的一種轉(zhuǎn)動(dòng)螺紋，如車(chē)床上的長(zhǎng)絲杠和中、小滑板絲杠都是梯形螺紋。梯形螺紋工作長(zhǎng)度較長(zhǎng),精度要求較高,比普通螺紋加工要困難。本任務(wù)從介紹梯形螺紋的基礎(chǔ)知識(shí)入手,使學(xué)習(xí)者由淺入深地掌握梯形螺紋的相關(guān)工藝知識(shí)和操作技能?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】1、能識(shí)讀梯形螺紋類(lèi)零件圖。2、能刃磨梯形螺紋車(chē)刀并正確安裝。3、能合理選擇切削用量與切削液，正確車(chē)削梯形螺紋。4、能用三針測(cè)量法檢測(cè)梯形螺紋。5、能分析加工梯形螺紋過(guò)程中常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題出現(xiàn)的原因及解決方法。【相關(guān)知識(shí)】梯形螺紋是應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)螺紋，例如車(chē)床的長(zhǎng)絲杠和中、小滑板的絲杠等都是梯形螺紋。它們的使用精度要求較高

2、，工作長(zhǎng)度較長(zhǎng)，牙型深度較深，因此車(chē)削時(shí)比普通三角形螺紋困難。梯形螺紋分米制和英制兩種。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，米制梯形螺紋的牙型角30。英制梯形螺紋在我國(guó)較少使用，其牙型角為29。一、梯形螺紋代號(hào)和計(jì)算圖6-3-1 梯形螺紋牙型梯形螺紋的完整標(biāo)記是由螺紋代號(hào)、公差帶代號(hào)及旋合長(zhǎng)度代號(hào)組成，三者用“”分開(kāi)。旋合長(zhǎng)度分為三組，分別為短旋合長(zhǎng)度（S組）、中旋合長(zhǎng)度（N組）和長(zhǎng)旋合長(zhǎng)度（L組），當(dāng)旋合長(zhǎng)度為N組時(shí)可以不標(biāo)注。國(guó)標(biāo)規(guī)定，梯形螺紋代號(hào)由螺紋種類(lèi)代號(hào)Tr和螺紋“公稱(chēng)直徑導(dǎo)程”來(lái)表示。由于標(biāo)準(zhǔn)對(duì)內(nèi)螺紋小徑和外螺紋大徑只規(guī)定了一種公差帶，規(guī)定外螺紋小徑的公差帶永遠(yuǎn)為h的基本偏差為零。公差等級(jí)與中徑公差等

3、級(jí)相同，而對(duì)內(nèi)螺紋大徑，標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定下偏差為零，而對(duì)上偏差不作規(guī)定，因此梯形螺紋僅標(biāo)記中徑公差帶，并代表梯形螺紋公差帶。標(biāo)記舉例外螺紋：Tr407LH7e表示公稱(chēng)直徑為40mm、螺距為7mm、中等旋合長(zhǎng)度的梯形左螺紋，其中徑和小徑的公差等級(jí)為IT7，公差帶的位置為e。內(nèi)螺紋：Tr3667HL表示公稱(chēng)直徑為36mm、螺距為6mm、長(zhǎng)旋合長(zhǎng)度的梯形內(nèi)螺紋，其中徑公差等級(jí)為IT7，公差帶的位置為H。螺紋副：Tr4077H/7e表示公稱(chēng)直徑為40mm、螺距為7mm、內(nèi)螺紋公差帶為7H，外螺紋公差帶為7e的螺紋副。米制梯形螺紋的牙型如圖6-3-1所示，其尺寸計(jì)算公式見(jiàn)表6-3-1。表6-3-1 梯形螺紋各

4、部分名稱(chēng)、代號(hào)及其尺寸計(jì)算（mm）名稱(chēng)代號(hào)計(jì)算公式牙型角=30螺距P由螺紋標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定牙頂間隙acP1.556121444ac0.250.51外螺紋大徑d公稱(chēng)直徑外螺紋中徑d2d2=d-0.5P外螺紋小徑d3D3=d-2 h3外螺紋牙高h(yuǎn)3h3=0.5P+ ac內(nèi)螺紋大徑D4D4=d+2 ac內(nèi)螺紋中徑D2D2=d2內(nèi)螺紋小徑D1D1=d-P內(nèi)螺紋牙高H4H4= h3牙頂寬f、ff= f=0.366P槽底寬W、WW = W=0.366P0.536 ac二、梯形螺紋車(chē)刀梯形螺紋車(chē)刀切削部分的材料有高速鋼和硬質(zhì)合金兩類(lèi)，現(xiàn)分別介紹如下。1、 高速鋼梯形螺紋車(chē)刀（1）粗車(chē)刀為了提高螺紋的質(zhì)量，加工時(shí)可分

5、為粗車(chē)和精車(chē)兩個(gè)過(guò)程。高速鋼梯形螺紋粗車(chē)刀的幾何形狀，如圖6-3-2所示。具體參數(shù)可按下列原則選擇：1）車(chē)刀刀尖角應(yīng)等于或略小于螺紋牙型角。2）為了便于左右切削并留有足夠的精加工余量，刀頭寬度應(yīng)小于螺紋槽底寬。3）切削鋼件時(shí)，應(yīng)磨出1015的縱向前角，縱向后角為68。4）車(chē)削右旋螺紋時(shí)，左側(cè)后角（35）；右側(cè)后角（35）。5）為了增加刀尖的壽命，刀尖處適當(dāng)?shù)箞A。圖6-3-2 高速鋼梯形螺紋粗車(chē)刀（2）精車(chē)刀圖6-3-3 高速鋼梯形螺紋精車(chē)刀高速鋼梯形螺紋精車(chē)刀如圖6-3-3所示。具體要求如下：1）為了保證螺紋的牙型正確，刀尖角應(yīng)等于牙型角，切削刃平直，表面粗糙度值要小，背前角應(yīng)等于0。2）為了

6、保證兩側(cè)切削刃切削順利，刀尖鋒利，從而獲得較小的牙側(cè)表面粗糙度值，兩側(cè)切削刃都應(yīng)磨有較大前角（0=1020）的斷屑槽。由于其材料的特點(diǎn)，高速鋼梯形螺紋車(chē)刀只能用于低速切削精度要求較高的梯形螺紋，生產(chǎn)率較低。2、硬質(zhì)合金梯形螺紋車(chē)刀為了提高效率，在車(chē)削一般精度梯形外螺紋時(shí)，可采用硬質(zhì)合金車(chē)刀進(jìn)行高速車(chē)削。硬質(zhì)合金梯形外螺紋車(chē)刀如圖6-3-4所示。高速切削梯形螺紋時(shí)，由于三個(gè)切削刃同時(shí)參加切削，切削力大，容易引起振動(dòng)，并且當(dāng)?shù)毒咔懊媸瞧叫忻?背前角為0)時(shí)。切屑呈帶狀流出，操作很不安全。為了解決上述矛盾，可在前面上磨出兩個(gè)圓弧槽，如圖6-3-5所示。這樣可以使車(chē)刀前角增大，不僅不易振動(dòng)、切削順利，

7、而且還可以改變切屑形狀，切屑呈球狀排出，既保證安全又易清除切屑。圖6-3-4 硬質(zhì)合金梯形螺紋車(chē)刀 圖6-3-5 雙圓弧硬質(zhì)合金梯形螺紋車(chē)刀3、車(chē)刀裝夾（1）車(chē)刀主切削刃必須與工件軸線等高（用彈性刀桿應(yīng)高于軸線約0.2mm）同時(shí)應(yīng)和工件軸線平行。（2）刀頭的角平分線要垂直于工件的軸線。一般用樣板找正裝夾，以免產(chǎn)生螺紋半角誤差。如圖6-3-6所示圖6-3-6 梯形螺紋車(chē)刀樣板找正裝夾三、梯形螺紋車(chē)削方法梯形螺紋的車(chē)削方法分低速和高速車(chē)削兩種。在精度要求較高的梯形螺紋車(chē)削及在單件生產(chǎn)和修配工作中，常采用高速鋼車(chē)刀低速切削的方法。1、低速車(chē)削梯形螺紋低速車(chē)削梯形螺紋一般有如圖6-3-7所示的四種進(jìn)刀

8、方法：直進(jìn)法、左右切削法、車(chē)直槽法和車(chē)階梯槽法。通常直進(jìn)法只適用于車(chē)削螺距較小(P4mm)的梯形螺紋常采用左右切削法、車(chē)直槽法和車(chē)階梯槽法。圖6-3-7 梯形螺紋車(chē)削的四種進(jìn)刀方法（1）直進(jìn)法直進(jìn)法也叫切槽法，如圖6-3-7a所示。車(chē)削螺紋時(shí)，只利用中拖板進(jìn)行橫向(垂直于導(dǎo)軌方向)進(jìn)刀，在幾次行程中完成螺紋車(chē)削。這種方法雖可以獲得比較正確的齒形，操作也很簡(jiǎn)單，但由于刀具三個(gè)切削刃同時(shí)參加切削，振動(dòng)比較大，牙側(cè)容易拉出毛刺，不易得到較好的表面品質(zhì)，并容易產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象，因此，它只適用于螺距較小的梯形螺紋車(chē)削。 （2）左右切削法左右切削法車(chē)削梯形螺紋時(shí)，除了用中拖板刻度控制車(chē)刀的橫向進(jìn)刀外，同時(shí)還利

9、用小拖板的刻度控制車(chē)刀的左右微量進(jìn)給，直到牙形全部車(chē)好，如圖6-3-7b所示。用左右切削法車(chē)螺紋時(shí)，由于是車(chē)刀兩個(gè)主切削刃中的一個(gè)在進(jìn)行單面切削，避免了三刃同時(shí)切削，所以不容易產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象。另外，精車(chē)時(shí)盡量選擇低速(v=47m/min)，并澆注切削液，一般可獲得很好的表面品質(zhì)。在學(xué)生實(shí)際操作過(guò)程中，要根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，一邊控制左右進(jìn)給量，一邊觀察切屑情況，當(dāng)排出的切屑很薄時(shí)，就可采用光整加工使車(chē)出的螺紋表面光潔，精度也很高。但左右切削法操作比較復(fù)雜，小拖板左右微量進(jìn)給時(shí)由于空行程的影響易出錯(cuò)，而且中拖板和小拖板同時(shí)進(jìn)刀，兩者的進(jìn)刀量大小和比例不固定，每刀切削量不好控制，牙型也不易車(chē)得清晰。所以，左

10、右切削法對(duì)操作者的熟練程度和切削技能要求較高，不適合初學(xué)者學(xué)習(xí)和掌握。（3）車(chē)直槽法車(chē)直槽法車(chē)削梯形螺紋時(shí)一般選用刀頭寬度稍小于牙槽底寬的矩形螺紋車(chē)刀，采用橫向直進(jìn)法粗車(chē)螺紋至小徑尺寸(每邊留有0.20.3mm的余量)，然后換用精車(chē)刀修整，如圖6-3-7c所示。這種方法簡(jiǎn)單、易懂、易掌握，但是在車(chē)削較大螺距的梯形螺紋時(shí)，刀具因其刀頭狹長(zhǎng)，強(qiáng)度不夠而易折斷：切削的溝槽較深，排屑不順暢，致使堆積的切屑把刀頭“砸掉”，進(jìn)給量較小，切削速度較低，因而很難滿足梯形螺紋的車(chē)削需要。（4）車(chē)階梯槽法為了降低“直槽法”車(chē)削時(shí)刀頭的損壞程度，我們可以采用車(chē)階梯槽法，如圖6-3-7d所示。此方法同樣也是采用矩形螺

11、紋車(chē)刀進(jìn)行切槽，只不過(guò)不是直接切至小徑尺寸，而是分成若干刀切削成階梯槽，最后換用精車(chē)刀修整至所規(guī)定的尺寸。這樣切削排屑較順暢，方法也較簡(jiǎn)單，但換刀時(shí)不容易對(duì)準(zhǔn)螺旋直槽，很難保證正確的牙型，容易產(chǎn)生倒牙現(xiàn)象。除直進(jìn)法外，其他三種車(chē)削方法都能不同程度地減輕或避免三刃同時(shí)切削，使排屑較順暢，刀尖受力、受熱情況有所改善，從而不易出現(xiàn)振動(dòng)和扎刀現(xiàn)象，還可提高切削用量，改善螺紋表面品質(zhì)。所以，左右切削法、車(chē)直槽法和車(chē)階梯槽法獲得了廣泛的應(yīng)用。2、高速車(chē)削梯形螺紋高速車(chē)削梯形螺紋時(shí)，為防止切屑拉毛牙型側(cè)面，不能用左右切削法，只能用直進(jìn)法。車(chē)削較大螺距（P8mm）的梯形螺紋時(shí)，為防止切削力過(guò)大和齒部變形，最好

12、采用三把刀依次進(jìn)行車(chē)削。其具體方法是先用梯形螺紋粗車(chē)刀粗車(chē)成形，然后用車(chē)槽刀車(chē)牙底至尺寸，最后用精車(chē)刀精車(chē)牙兩側(cè)面至尺寸，如圖6-3-8所示。 （a）直進(jìn)法 （b）粗車(chē)成形 （c）車(chē)牙底至尺寸 （d）精車(chē)成形圖6-3-8 高速車(chē)削梯形螺紋四、梯形螺紋的檢測(cè)1、綜合測(cè)量法 用標(biāo)準(zhǔn)螺紋環(huán)規(guī)綜合測(cè)量2、三針測(cè)量法 這種方法是測(cè)量外螺紋中經(jīng)的一種比較精密的方法。適用于測(cè)量一些精度要求較高、螺紋升角小于4的螺紋工件。測(cè)量時(shí)把三根直徑相等的量針?lè)旁诼菁y相對(duì)應(yīng)的螺旋槽中，用千分尺量出兩邊量針頂點(diǎn)之間的距離M，如圖6-3-9所示。圖6-3-9 三針測(cè)量法當(dāng)螺紋牙型角為30時(shí)，M值的簡(jiǎn)化計(jì)算公式為：M=d2+4

13、.864dD-1.866P 式中，d2螺紋中徑dD量針直徑P螺距三針測(cè)量法采用的量針一般是專(zhuān)門(mén)制造的。量針的直徑不能太大或太小。如果直徑太大，量針的橫截面與螺紋牙側(cè)不相切，無(wú)法測(cè)量中徑的實(shí)際尺寸。如果太小，量針會(huì)陷入螺紋牙槽中，其頂點(diǎn)低于螺紋牙頂而無(wú)法測(cè)量。最佳的量針直徑應(yīng)是量針的橫截面與螺紋中徑處牙側(cè)相切時(shí)的直徑。量針直徑的最大值、最佳值及最小值見(jiàn)表6-3-2所示。表6-3-2 量針直徑dD的計(jì)算公式三針測(cè)量時(shí)的量針直徑dD最大值最佳值最小值0.656P0.518P0.486P例：車(chē)削Tr326梯形螺紋，用三針測(cè)量螺紋中徑，求量針直徑和千分尺讀數(shù)值M？量針直徑dD=0.518P=3.1mm千

14、分尺讀數(shù)值 Md2+4.864dD-1.866P29+4.8643.1-1.8666=29+15.08-11.20=32.88mm測(cè)量時(shí)應(yīng)考慮極限偏差，中徑的極限偏差即為三針測(cè)量值M的極限偏差。3、單針測(cè)量法 這種方法的特點(diǎn)是只需用一根量針，放置在螺旋槽中，用千分尺量出螺紋大徑與量針頂點(diǎn)之間的距離A，如圖6-3-10所示。圖6-3-10 單針測(cè)量法A值的計(jì)算公式為： A=（M+d0）/2式中，M用三針測(cè)量時(shí)千分尺的讀數(shù)（mm）；d0螺紋大徑的實(shí)際尺寸（mm）。A值的極限偏差為M值的一半。 單針檢測(cè)沒(méi)有三針檢測(cè)精確。必須注意，用單針和三針檢測(cè)中徑時(shí)，量針沿螺旋槽放置。當(dāng)螺紋升角大于4時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較

15、大的檢測(cè)誤差。【任務(wù)實(shí)施】1、任務(wù)目標(biāo)車(chē)削圖6-3-11所示的零件，材料45鋼，毛坯大小為40mm120mm。圖6-3-112、加工步驟（1）用三爪卡盤(pán)夾住毛坯一端，保證卡盤(pán)外伸出長(zhǎng)度100mm左右，校正并夾緊。（2）車(chē)平端面，鉆中心孔，用尾座頂尖支撐工件，采用一夾一頂裝夾方式。（3）粗、精車(chē)梯形螺紋大徑至36mm，長(zhǎng)度大于65mm。（4）粗、精車(chē)外圓24mm至尺寸要求，長(zhǎng)15mm。（5）粗、精車(chē)退刀槽至24mm，寬度大于15mm，控制長(zhǎng)度為65mm。（6）兩端倒30角和倒角C1.5。（7）粗車(chē)梯形螺紋Tr3667h，小徑車(chē)至29mm，兩牙側(cè)留余量0.2mm。（8）精車(chē)梯形螺紋大徑至尺寸36m

16、m。（9）精車(chē)兩牙側(cè)面，用三針測(cè)量，控制中徑尺寸至33mm。（10）切斷，總長(zhǎng)81mm。（11）調(diào)頭，墊銅皮裝夾，車(chē)端面，控制零件總長(zhǎng)80mm，倒角C1.5。3、注意事項(xiàng)（1）梯形螺紋車(chē)刀兩側(cè)副切削刃應(yīng)平直，否則工件牙型角不正；精車(chē)時(shí)刀刃應(yīng)保持鋒利，要求螺紋兩側(cè)表面粗糙度要低。（2）調(diào)整小滑板的松緊，以防車(chē)削時(shí)車(chē)刀移位而產(chǎn)生亂牙。（3）工件在精車(chē)前，最好重新修正中心孔，以保證同軸度。（4）在車(chē)削過(guò)程中，不準(zhǔn)用棉紗擦工件，以防出危險(xiǎn)。（5）車(chē)削時(shí)，為了防止因溜板箱手輪回轉(zhuǎn)時(shí)不平衡而使床鞍產(chǎn)生竄動(dòng)，可以在手輪上安裝平衡塊，最好采用手輪脫離裝置。（6）車(chē)梯形螺紋時(shí)以防“扎刀”，建議用彈性刀桿。（7）

17、在切削過(guò)程中，選擇較小的切削用量以減少工件的變形，同時(shí)應(yīng)該充分加注切削液?！救蝿?wù)評(píng)價(jià)】任務(wù)評(píng)價(jià)表班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 項(xiàng)目自我評(píng)價(jià)小組評(píng)價(jià)教師評(píng)價(jià)109865110986511098651占總評(píng)10%占總評(píng)30%占總評(píng)60%梯形螺紋車(chē)削方法的理解獲取信息能力7S的運(yùn)用表達(dá)溝通能力安全文明生產(chǎn)學(xué)習(xí)主動(dòng)性梯形螺紋的檢測(cè)方法紀(jì)律觀念協(xié)作精神梯形螺紋車(chē)車(chē)刀的刃磨方法小計(jì)總評(píng)【知識(shí)拓展】螺紋升角對(duì)車(chē)刀角度的影響車(chē)螺紋時(shí)，由于螺紋升角的影響，引起切削平面和基面的位置的變化，從而使車(chē)刀工作時(shí)的前角和后角發(fā)生了變化，為保證車(chē)刀順利的車(chē)削，刃磨螺紋車(chē)刀時(shí)，應(yīng)根據(jù)螺紋升角的不同對(duì)螺紋車(chē)刀的刃磨角度進(jìn)行修正。一、螺紋升角對(duì)螺紋車(chē)刀兩側(cè)工作后角的影響螺紋車(chē)刀的工作后角一般為35，當(dāng)不存在螺紋升角時(shí)（如橫向進(jìn)給車(chē)槽），車(chē)刀左右切削刃的工作后角和刃磨后角相同，但在車(chē)螺紋時(shí)，由于螺紋升角的影響，車(chē)刀左右切削刃的工作后角和刃磨后角不同。為了保證車(chē)螺紋時(shí)工作后角為35的正確值，其刃磨角度為沿進(jìn)給方向一側(cè)的后角為工作后角加上螺紋升角，另一側(cè)為螺紋后角減去螺紋升角。對(duì)于車(chē)右旋螺紋為：左側(cè)刃磨后角（35）螺紋升角 右側(cè)刃磨后角（35）螺紋升角 二、螺