車工工藝與技能訓(xùn)練（第二版）課件：車矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋

車矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋

矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋是應(yīng)用很廣泛的傳動螺紋，其工作長求較高，而且導(dǎo)程和螺紋升角較大，所以要比車削三角形螺紋困難。

一、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋的基本要素的計算

１．矩形螺紋基本要素的尺寸計算

矩形螺紋也稱方牙螺紋，是一種非標(biāo)準(zhǔn)螺紋。因此，在零件圖上的標(biāo)記“直徑×螺距”，如：

矩形40

×6。

矩形螺紋各基本要素的計算公式

ｍｍ２．矩形螺紋各基本要素的計算梯形螺紋分米制和英制兩種。我國常采用米制梯形螺紋，其牙型角為30°。梯形螺紋的牙型梯形螺紋基本要素的名稱、代號及計算公式３．鋸齒形螺紋主要參數(shù)的計算

鋸齒形內(nèi)外螺紋配合時，小徑之間有間隙，大徑之間沒有間隙。這種螺紋能承受較大的單向壓力，通常用于起重和壓力機(jī)械設(shè)備中。

鋸齒形螺紋的牙型角分別是3°、30°鋸齒形螺紋的基本牙型與尺寸計算二、矩形螺紋車刀、梯形螺紋車刀和鋸齒形螺紋車刀

１．矩形螺紋車刀

矩形螺紋車刀與車槽刀十分相似。刃磨矩形螺紋車刀應(yīng)注意以下問題：

（１）精車刀的主切削刃寬度直接決定著螺紋的牙槽寬，其主切削刃寬度ｂ＝0.5P+（0.02~0.04）mm。

（２）為了使刀頭有足夠的強度，刀頭長度Ｌ不宜過長，一般?。蹋剑?.5P+（2~4）mm。

（３）矩形螺紋的螺紋升角一般都比較大，刃磨兩側(cè)后角時必須考慮螺紋升角的影響。

（４）為了減小螺紋牙側(cè)的表面粗糙度值，在精車刀的兩側(cè)面切削刃上應(yīng)磨有ｂ′ε＝0.3~0.5mm修光刃。２．梯形螺紋車刀

（１）高速鋼梯形外螺紋粗車刀

高速鋼梯形外螺紋粗車刀刀尖角εｒ應(yīng)小于螺紋牙型角30′，為了便于左右切削并留有精車余量，刀頭寬度應(yīng)小于牙槽底寬Ｗ。

（２）高速鋼梯形外螺紋精車刀

高速鋼梯形外螺紋精車刀背前角γｐ＝0°，車刀刀尖角εｒ等于牙型角α，為了保證兩側(cè)切削刃切削順利，都磨有較大前角（γｏ＝12°～16°）的卷屑槽。但在使用時必須注意，車刀前端切削刃不能參加切削。該車刀主要用于精車梯形外螺紋牙型兩側(cè)面。高速鋼梯形外螺紋粗車刀

高速鋼梯形外螺紋精車刀

（３）硬質(zhì)合金梯形外螺紋車刀

為了提高效率，在車削一般精度的梯形螺紋時，可使用硬質(zhì)合金車刀進(jìn)行高速車削。

高速車削螺紋時，由于三個切削刃同時切削，切削力較大，易引起振動；并且當(dāng)?shù)毒咔懊鏋槠矫鏁r，切屑呈帶狀排出，操作很不安全。為此，可在前面上磨出兩個圓弧。

硬質(zhì)合金梯形外螺紋車刀雙圓弧硬質(zhì)合金梯形外螺紋車刀

（４）梯形內(nèi)螺紋車刀

梯形內(nèi)螺紋車刀的幾何形狀和三角形內(nèi)螺紋車刀基本相同，只是刀尖角應(yīng)刃磨成３０°。

３．鋸齒形螺紋車刀

鋸齒形內(nèi)、外螺紋車刀和梯形螺紋車刀相似，所不同的是鋸齒形螺紋車刀的外形是一個不等腰梯形。牙型的一側(cè)面與軸線垂直面的夾角為30°，另一側(cè)面的夾角為3°。在刃磨車刀和裝夾車刀時，用鋸齒形螺紋角度樣板檢查和找正車刀刃磨的角度和裝夾位置。

梯形內(nèi)螺紋車刀鋸齒形螺紋樣板鋸齒形螺紋車刀

ａ）鋸齒形外螺紋車刀ｂ）鋸齒形內(nèi)螺紋車刀

三、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋的車削方法

１．矩形螺紋的車削方法

矩形螺紋一般采用低速車削。車削P＜4ｍｍ的矩形螺紋，一般不分粗、精車，用直進(jìn)法使用一把車刀車削完成。車削螺距P＝4～12

ｍｍ的螺紋時，先用直進(jìn)法粗車，兩側(cè)各留0.2

～0.4ｍｍ的余量，再用精車刀采用直進(jìn)法精車。

車削大螺距（P

＞12ｍｍ）的矩形螺紋，粗車時用刀頭寬度較小的矩形螺紋車刀采用直進(jìn)法切削，精車時用兩把類似左右偏刀的精車刀，分別精車螺紋的兩側(cè)面。但是，在車削過程中要嚴(yán)格控制牙槽寬度。２．梯形螺紋的車削方法

（１）低速車梯形外螺紋

１）工件的裝夾

ａ）直進(jìn)法ｂ）左右車削法

車梯形螺紋時，切削力較大，工件一般用一夾一頂方式裝夾。此外，軸向采用限位臺階或限位支撐固定工件的軸向位置，以防車削中工件軸向竄動或移位而造成亂牙或撞壞車刀。精車根據(jù)精度要求，也可用兩頂尖裝夾。

工件的裝夾２）車刀的裝夾

①車刀刀尖應(yīng)與工件軸線等高。裝得過高，吃刀到一定深度時，車刀的后面頂住工件，不能切入工件，增大摩擦力，甚至把工件頂彎，造成啃刀現(xiàn)象。裝得過低，切屑不易排出，車刀徑向力的方向是工件中心，加上橫向進(jìn)給絲杠與螺母間隙過大，致使吃刀深度不斷自動趨向加深，從而把工件抬起，出現(xiàn)啃刀。

車刀裝得過高車刀裝得過低②車刀兩切削刃夾角（刀尖角）的平分線應(yīng)垂直于工件軸線，粗車時裝夾用梯形螺紋刀對刀樣板找正，以免產(chǎn)生螺紋半角誤差。精車時將萬能角度尺旋至牙型半角并鎖緊，基尺面靠住外徑表面，用透光對刀法將精車刀裝正。

粗車用對刀樣板裝刀精車用萬能角度尺裝刀

３）進(jìn)刀方式４）機(jī)床手柄調(diào)整（以ＣＹ６１４０型車床為例）

①對床鞍及中、小滑板的配合部分進(jìn)行檢查及調(diào)整，使其間隙松緊得當(dāng)。

②主軸上左右摩擦片的松緊應(yīng)調(diào)整合適，以減少切削時因機(jī)床因素而產(chǎn)生的加工誤差。③和車普通螺紋一樣，先降低轉(zhuǎn)速，再由螺距查看機(jī)床進(jìn)給箱銘牌上各手柄的位置。若選擇p＝6mm的右旋梯形螺紋，則進(jìn)給箱手柄為t、8、Ⅲ。

５）粗車梯形外螺紋

①粗車、半精車螺紋大徑，留精車余量0.2ｍｍ左右，車螺紋退刀槽，倒角（與端面成１５°）。②降低轉(zhuǎn)速，調(diào)整手柄，搖動中滑板使粗車刀主切削刃在外圓處輕微接觸后對“０”，合上開合螺母，用正反轉(zhuǎn)車削法，進(jìn)刀0.1ｍｍ車削，檢查螺距正確后采取恰當(dāng)?shù)倪M(jìn)刀方法。粗車、半精車梯形螺紋，每邊留精車余量0.1~0.2mm。螺紋小徑車至深度（可用滑板刻度控制）。

③粗車完成，提起開合螺母，將進(jìn)給箱手柄絲杠旋轉(zhuǎn)扳成光杠旋轉(zhuǎn)。粗車梯形外螺紋６）精車梯形外螺紋①精車螺紋大徑至圖樣要求。

②精車刀在螺紋外徑表面對“０”后，扳好手柄，用“晃車”（即操縱桿控制在接近水平，轉(zhuǎn)速緩慢）技術(shù)將精車刀放置在螺紋槽內(nèi)小徑表面，精車小徑至牙型高度；

在動態(tài)下（機(jī)床未停，左手控制操縱桿“晃車”，右手快速移動小滑板）將車刀右移至槽的后側(cè)面，精車第一個側(cè)面至表面粗糙度達(dá)要求；繼續(xù)動態(tài)左移車刀至進(jìn)刀方向側(cè)面，中徑處側(cè)面車出，先測量，確定余量后，逐漸精車至中徑尺寸及表面粗糙度符合要求。

（２）高速車梯形外螺紋１）梯形螺紋車刀①硬質(zhì)合金梯形螺紋車刀車削一般精度的梯形螺紋時，可使用硬質(zhì)合金梯形螺紋車刀進(jìn)行高速車削，以提高生產(chǎn)效率。車刀的刀尖角等于梯形螺紋牙型角，即30°，徑向前角為０°，如圖所示。由于三個刀刃同時參與切削，切削力很大，容易引起振動。硬質(zhì)合金梯形螺紋車刀

②雙圓弧梯形螺紋車刀為避免高速車削時三條切削刃同時切削引起的振動，以及前面為平面引起的帶狀切屑，可在前面磨出兩個圓弧。

雙圓弧硬質(zhì)合金梯形螺紋車刀

２）進(jìn)刀方式（３）低速車梯形內(nèi)螺紋

１）梯形內(nèi)螺紋車刀的形式

①整體式梯形內(nèi)螺紋車刀整體式梯形內(nèi)螺紋車刀與三角形內(nèi)螺紋車刀基本相同，只是刀尖角等于30°。刀頭寬度略大于牙頂寬，一般比ｆ大0.２～0.5mm。整體式梯形內(nèi)螺紋車刀

②刀排梯形內(nèi)螺紋車刀為節(jié)約刀具材料，可將短的高速鋼材料用自制磨刀器刃磨后，放入刀排內(nèi)，用螺釘夾緊車削。這樣車刀前面變?yōu)樵诘侗臋M截面中間部位，大大增加了車刀在車內(nèi)螺紋時的橫截面，進(jìn)一步提高了車刀的剛度。③中心鉆梯形內(nèi)螺紋車刀中心鉆折斷后，一般就報廢了?？捎米灾颇サ镀鲗⑵淙心コ商菪蝺?nèi)螺紋刀頭，放入刀排，同樣可車削梯形內(nèi)螺紋。刀排梯形內(nèi)螺紋車刀

２）梯形內(nèi)螺紋車刀的刃磨要求

①梯形內(nèi)螺紋車刀兩側(cè)切削刃對稱線（刀尖角平分線）應(yīng)垂直于刀柄。

②刃磨兩側(cè)后角時要注意螺紋的進(jìn)給方向，然后根據(jù)螺紋升角的大小來決定兩側(cè)后角的數(shù)值。

③根據(jù)所選擇的車削方法刃磨內(nèi)螺紋車刀。④刃磨過程中注意用力大小，隨時目測和用樣板校對，及時放入水中冷卻以防退火。

⑤內(nèi)螺紋車刀的刀尖部分不需磨出修圓刀尖。３）車刀的裝夾方法４）車削方法

①首先加工內(nèi)螺紋底孔，Ｄ孔＝Ｄ１＝ｄ－Ｐ?？讖綉?yīng)略大于螺紋小徑的基本尺寸。

②在端面上車一個軸向深度為１～２ｍｍ，孔徑等于螺紋基本尺寸的內(nèi)臺階孔，作為車內(nèi)螺紋時的對刀基準(zhǔn)。

內(nèi)螺紋底孔內(nèi)臺階孔

③裝夾好的螺紋車刀應(yīng)在底孔內(nèi)手動試走一次，以防正式加工時刀柄和內(nèi)孔相碰而影響加工。

④車削時，中途對刀較困難，Ｐ＜８ｍｍ時，適宜采用直進(jìn)法，但要相應(yīng)減小背吃刀量，并遵循由多到少，進(jìn)入1／2牙型深度后多在原位（中滑板不進(jìn)刀）走動的原則。

３．鋸齒形螺紋的車削方法

鋸齒形螺紋的車削方法和梯形螺紋相似。四、梯形螺紋的檢測

１．梯形外螺紋的檢測

（１）大徑和底徑的測量

１）螺紋大徑可用游標(biāo)卡尺和公法線千分尺等量具測量。

２）底徑尺寸的控制，一般由中滑板刻度盤控制牙型高度來間接保證牙型高度。大徑的測量（２）牙型角的測量

可用萬能角度尺測量牙型半角，用角度樣板測量牙型角。

牙型角的測量（３）中徑的測量

１）三針測量螺紋中徑

①三針測量法適于測量精度要求較高、螺紋升角小于4°的螺紋中徑的測量。測量時，將三根直徑相等并在一定尺寸范圍內(nèi)的量針放在螺紋相對兩面的螺旋槽中，再用公法線千分尺量出兩面量針頂點之間的距離Ｍ。中徑偏差即為Ｍ值的偏差，就可換算出螺紋中徑的實際尺寸。

②量針的選擇

三針測量用的量針直徑ｄＤ不能太大，必須保證量針截面與螺紋牙側(cè)相切；也不能太小，否則量針將陷入牙槽中，其頂點低于螺紋牙頂而無法測量。最佳量針直徑是指量針橫截面與螺紋牙側(cè)相切于螺紋中徑處時的量針直徑。

③Ｍ值和量針直徑計算Ｍ值及量針直徑的簡化計算公式注：ｄ１

為蝸桿分度圓直徑，ｍｘ

為軸向模數(shù)。

２）單針測量螺紋中徑當(dāng)直徑和螺距較大時，用此法比三針測量簡單、方便。測量時,將一根量針放入螺旋槽中，另一側(cè)則以螺紋的大徑為基準(zhǔn),用千分尺測量出量針頂點與另一側(cè)螺紋大徑之間的距離A，基本尺寸A＝(M

+

d0)/2（ｄ０是大徑的實際尺寸），中徑偏差的一半為A值偏差，就可換算出螺紋中徑的實際尺寸。（3）綜合測量

精度要求不高的梯形外螺紋，一般采用標(biāo)準(zhǔn)的梯形螺紋量規(guī)—螺紋環(huán)規(guī)進(jìn)行綜合檢測。檢測前應(yīng)先檢查螺紋的大徑、牙型角和牙型半角、螺距和表面粗糙度，然后用螺紋環(huán)規(guī)檢測。如果螺紋環(huán)規(guī)的通規(guī)能順利擰入工件螺紋，而止規(guī)不能擰入，則說明被檢梯形螺紋合格。

２．梯形內(nèi)螺紋的檢測

梯形內(nèi)螺紋通常使用標(biāo)準(zhǔn)的梯形螺紋量規(guī)——螺紋塞規(guī)和小徑塞規(guī)進(jìn)行綜合檢測。檢測時，先用小徑塞規(guī)（測量面為光滑外圓柱面）檢查小徑，小徑塞規(guī)的通端應(yīng)能順利進(jìn)入內(nèi)螺紋，止端則不能進(jìn)入（允許內(nèi)螺紋小徑兩端進(jìn)入不超過一個螺距）。然后用螺紋塞規(guī)檢測，若螺紋塞規(guī)的通端能順利擰入工件內(nèi)螺紋，而止端不能擰入，取下后在螺母的兩側(cè)均能順利旋入，且松緊得當(dāng)，軸向間隙小于0.1mm,則說明被檢梯形內(nèi)螺紋合格。技能訓(xùn)練刃磨高速鋼梯形外螺紋車刀１．刃磨要求

（１）刃磨螺紋車刀兩刃夾角時，應(yīng)隨時目測和用樣板校對。

（２）徑向前角不等于０°的螺紋車刀，兩切削刃的夾角應(yīng)修正，其修正方法與三角形螺紋車刀修正方法相同。

（３）螺紋車刀各切削刃要光滑、平直、無裂口，兩側(cè)切削刃應(yīng)對稱，刀體不能歪斜。

（４）螺紋車刀各切削刃應(yīng)用油石研去毛刺。２．注意事項

（１）刃磨兩側(cè)后角時，要注意螺紋的左右旋向，并根據(jù)螺紋升角的大小來確定兩側(cè)后角的增減。