任务1车螺纹的准备.docx

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任务1车螺纹的准备

项目六车螺纹

【项目概述】

普通螺纹是我国应用最广泛的一种三角形螺纹,常用于连接、紧固和调节场合。

其特点是螺距小，螺纹长度较短。

车削普通外螺纹是车工的基本技能之一，是车工了解螺纹车削原理的必要途径。

在掌握普通螺纹相关知识的基础上，同时理解梯形螺纹的加工工艺及方法。

通过本项目的学习，掌握车削三角外螺纹和梯形外螺纹相关工艺知识及基本操作技能。

任务1车螺纹的准备

【任务描述】

在车削螺纹前需要了解螺纹的相关基础知识，同时还应该认真掌握三角外螺纹车刀的特点及其刃磨，本任务重点介绍了车削三角外螺纹前的相关准备工作，这些知识是完成车削三角螺纹前提。

【学习目标】

1、能掌握螺纹的基础知识。

2、能根据图样正确选用和刃磨普通外螺纹车刀。

3、能正确检测螺纹车刀的刀尖角。

4、能判断螺纹是否乱牙，并防止其发生。

5、能独立完成车床手柄手轮位置的变换。

【相关知识】

一、认识螺纹

1、螺纹术语

（1）螺旋线

用底边等于圆柱周长的直角三角形绕圆柱旋转一周，斜边在圆柱面上形成的曲线就是螺旋线。

（2）螺纹

在圆柱表面上，沿着螺旋线所形成的，具有相同剖面的连续凸起和沟槽称为螺纹。

沿向右上升的螺旋线形成的螺纹（即顺时针旋入的螺纹）称为右旋螺纹，简称右螺纹；沿向左上升的螺旋线形成的螺纹（即逆时针旋入的螺纹）称为左旋螺纹，简称左螺纹。

在圆柱表面上形成的螺纹称为圆柱螺纹；在圆锥表面上形成的螺纹称为圆锥螺纹。

在圆柱（圆锥）外表面形成的螺纹称为外螺纹；在圆柱（圆锥）内表面形成的螺纹称为内螺纹。

（3）螺纹牙型、牙型角和牙型高度（如图6-1-1和图6-1-2所示）

螺纹牙型是在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹的轮廓形状。

牙型角（α）是在螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角。

牙型高度（h1）是在螺纹牙型上，牙底和牙顶间的垂直距离。

图6-1-1外螺纹图6-1-2内螺纹

（4）螺纹直径（如图6-1-1和图6-1-2所示）

外螺纹大径（d）也叫外螺纹顶径，与外螺纹牙顶相切的假想圆柱或圆锥的直径。

外螺纹小径（d1）也叫外螺纹底径，与外螺纹牙底相切的假想圆柱或圆锥的直径。

内螺纹大径（D）也叫内螺纹底径，与内螺纹牙底相切的假想圆柱或圆锥的直径。

内螺纹小径（D1）也叫内螺纹孔径，与内螺纹牙顶相切的瑕想圆柱或圆锥的直径。

中径（d2、D2）一个假想圆柱或圆锥的直径，该圆柱或圆锥的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。

同规格的外螺纹中径d2和内螺纹中径D2公称尺寸相等。

公称直径代表螺纹尺寸的直径，指螺纹大径的基本尺寸。

（5）螺距（P）

相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

（6）导程（L）

在同一条螺旋线上，相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

导程可按下式计算：

L=nP。

式中：

L为螺纹的导程，mm。

n为多线螺纹的线数。

P为螺距，mm。

（7）螺纹升角（ψ）

在中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面之间的夹角。

tanψ=L/πd2=nP/πd2

式中ψ——螺纹升角

P——螺距，mm

d2——中径，mm

L——导程，mm

n——多线螺纹的线数

2、三角形螺纹代号及尺寸计算

三角形螺纹因其规格及用途不同分普通螺纹、英制螺纹和管螺纹三种。

（1）普通螺纹

普通螺纹是我国应用最广泛的一种三角形螺纹，牙型角为60°。

牙型如图6-1-3所示。

普通螺纹分粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹。

粗牙普通螺纹代号用字母“M”及公称直径表示，如M16、M18等。

细牙普通螺纹代号用字母“M”及公称直径×螺距表示，如M20×1.5,M10×1等。

细牙普通螺纹与粗牙普通螺纹的不同点是，当公称直径相同时，细牙普通螺纹比粗牙普通螺纹的螺距小。

左旋螺纹在代号末尾加注“LH”字，如M6LH、M16×1.5LH等，未注明的为右旋螺纹。

螺纹公差带代号中，前者为中径的公差带代号，后者为顶径的公差带代号，两者相同时则只标一个，如M16×1－6H7H.

图6-1-3普通螺纹的基本牙型

普通螺纹基本尺寸的计算如表6-1-1所示。

表6-1-1普通螺纹的基本尺寸计算

名称及代号

计算公式

牙型角α

60°

原始三角形高度H

H=0.866P

大径d、D

d=D=公称直径

中径d2、D2

d2=D2=d-0.6495P

小径d1、D1

d1=D1=d-1.0825P

牙型高度h

h=0.5413P

（2）英制螺纹

英制三角形螺纹在我国应用较少，是一种非标准螺纹，只有在某些进口设备中或维修旧设备时才可能遇到。

英制螺纹的牙型角为55°，公称直径是指内螺纹的大径，用英寸表示。

英制螺纹1in内的牙数及各基本要素的尺寸可以通过查手册获得。

（3）管螺纹

管螺纹是一种特殊的英制细牙螺纹，使用范围仅次于普通螺纹，牙型角有55°和60°两种。

为了方便计算管子中流量，通常将管子的孔径作为管螺纹的公称直径:

，常见的管螺纹有55°非密封管螺纹、55°密封管螺纹、60°密封管螺纹和米制锥螺纹四种。

二、三角螺纹车刀

车削螺纹时，合理选择车刀的材料、正确刃磨和装夹车刀，对螺纹的加工质量和生产效率都有很大的影响。

一般情况下，螺纹车刀切削部分常用的材料有高速钢和硬质合金两种。

1、高速钢和硬质合金车刀的各自特点

（1）高速钢螺纹车刀

容易磨得锋利，而且韧性好，刀尖不易崩裂。

车出的螺纹表面粗糙度值小，螺纹尺寸精度高，并易控制，但高速钢的耐热性较差。

因此，只适用于螺纹的精加工或低速车削。

（2）硬质合金螺纹车刀

其硬度高、耐高温、耐磨性好，但韧性较差。

因此，硬质合金螺纹车刀适用于高速切削。

2、三角形螺纹车刀的几何形状

螺纹车刀是一种成形刀具，车刀刃磨的是否正确，直接影响加工螺纹的质量，刃磨的时候需注意以下几点：

（1）车刀的刀尖角直接影响螺纹的牙型角，当车刀的纵向前角为零度，刀尖角应等于螺纹牙型角。

（2）车刀的左右切削刃必须是直线。

（3）车刀刀头应有较小的表面粗糙度值。

注意：

在用高速钢车刀低速车削螺纹时，一般纵向前角取正值（5°～10°），如选择0°的纵向前角，会造成切屑排出困难，粗糙度值较大的问题。

但是当纵向前角为正值时，必须使刀尖角小于牙型角，才能车出正确的牙型角。

硬质合金车刀一般取纵向前角为0°。

3、三角形螺纹车刀的装夹要求

螺纹车刀装夹是否正确，对车出的螺纹质量有很大影响，装夹螺纹车刀时应注意以下几个方面：

（1）装夹车刀时，刀尖一般应对准工件中心（可根据尾座顶尖高度检查）。

（2）车刀刀尖角的对称中心线必须与工件轴线垂直，装刀时可用样板来对刀，如图6-1-4a图所示。

如果把车刀装歪，就会产生如图6-1-4b所示的牙型歪斜。

图6-1-4车刀装歪导致牙型歪斜

（3）刀头伸出不要过长，一般伸出长度一般为为刀柄厚度的1.5倍，约25~30mm。

三、车床的调整和乱牙的预防

车削螺纹需要充分的准备工作，一般要求如下

1、车床的调整

（1）相关间隙调整

1）调整滑板间隙

调整中、小滑板镶条时，不能太紧，也不能太松。

太紧了，摇动滑板费力，操作不灵活；太松了，车螺纹时容易产生“扎刀”。

顺时针方向旋转小滑板手柄，消除小滑板丝杠与螺母的间隙。

2）开合螺母松紧的调整

开合螺母松紧应该适度，过松，车削过程中容易跳起，使螺纹产生“乱牙”：

过紧，开合螺母手柄提起、合下操作不灵活。

（2）手柄位置调整

1）在主轴箱外，一般将手柄扳至“右旋正常螺距”位置，或根据要求扳至“左旋正常螺距”、“右旋扩大螺距”和“左旋扩大螺距”等其中之一。

2）进给箱外，一般先把内手柄扳至米制螺纹的位置，或根据要求扳至“英制螺纹”、“米制蜗杆”和“英制蜗杆”等其中之一，然后再根据要求的螺距查车床进给箱上的调配表，按表上要求扳动手柄到相应的位置即可。

（3）调整挂轮箱齿轮

根据调配表，调整挂轮箱齿轮，一般米制螺纹车削时不需要调整。

2、乱牙的预防

车削螺纹时，一般都要分几次进给才能完成。

如果在后一次进给时车刀刀尖偏离前一次进给车出的螺旋槽，就会出现把螺纹车乱的现象，称为乱牙。

所以，在车削前必须了解产生乱牙的原因，然后采取措施加以预防。

（1）产生乱牙的原因

车螺纹时，工件和丝杠都在旋转。

若开合螺母脱开之后，至少要等丝杠转过一个整转，开合螺母才能合上。

当丝杠转过一转时，工件转过了整数转，车刀刀尖才能进人前一刀车出的螺旋槽内，就不会产生乱牙。

如丝杠转过一转之后，工件没有转过整数转，就要产生乱牙。

也就是当丝杠螺距是工件螺距的整数倍时，就不会产生乱牙。

（2）预防乱牙的方法

对车削时要产生乱牙的螺纹，必须设法加以预防。

目前，常用的预防乱牙的方法是开倒顺车法。

即在一次切削完毕后，不提起开合螺母，而是横向退出车刀，采取开倒车（使主轴反转），通过传动系统，使丝杠反转，从而带动车刀纵向退回原始位置，再开顺车进行第二次车削。

这样多次反复，直至把螺纹车好。

因为在车削螺纹过程中，床鞍与丝杠的传动没有分离过，车刀始终是在所车削的螺旋槽中倒顺移动，这样就不会产生乱牙。

采用倒顺车法车螺纹时必须要注意：

主轴换向不能太快，否则车床各旋转部件受到反向冲击，容易损坏。

另外，在卡盘连接盘上必须装有防松脱保险装置，以防止卡盘在倒顺转时从主轴上脱落而发生事故。

【任务实施】

一、刃磨普通外螺纹车刀

1、刃磨要求

（1）刀尖角εr应等于牙型角α，即εr=α。

当螺纹车刀的径向前角γP=0°时，车刀前刀面上的刀尖角εr′=εr=α；车刀的径向前角γP>0°时，车刀前刀面上的刀尖角εr′<εr=α,εr′需要进行修正。

（2）螺纹车刀的两个切削刃必须刃磨平直，不允许出现崩刃。

（3）螺纹车刀的切削部分不能歪斜，刀尖半角εr′／2应对称。

（4）螺纹车刀的前面与两个主后面的表面租糙度要小。

2、刃磨步骤

（1）粗磨两侧后面，初步形成两刀刃间的夹角。

先磨进给方向侧刃（控制刀尖半角εr／2及后角α+ψ），再磨背进给方向侧刃（控制刀尖εr及后角α－ψ）。

（2）磨前面，初步形成前角。

（3）精磨前面，形成前角γp。

（4）精磨两侧后面，用螺纹对刀样板控制刀尖角。

（5）修磨刀尖，刀尖倒棱宽度约为0.1P。

（6）用油石研磨刀刃处的前、后面和刀尖圆弧，注意保持刃口锋利。

3、刀尖角的检查与修正

螺纹车刀的刀尖角一般用螺纹对刀样板通过透光法检查。

根据车刀两切削刃与对刀样板的贴合情况反复修正。

检查与修正时，对刀样板应与车刀基面平行放置，才能使刀尖角近似等于牙型角。

如果将对刀样板平行于车刀前面进行检查，车刀前刀面上的刀尖角εr′≠εr≠α,用这样的螺纹车刀加工出的普通螺纹，其牙型角将变小，如图6-1-5所示。

图6-1-5用样板检查和修正刀尖角

a）正确检查b）错误检查

【任务评价】

任务评价表

班级：

学生姓名：

学号：

项目

自我评价

小组评价

教师评价

10～9

8～6

5～1

10～9

8～6

5～1

10～9

8～6

5～1

占总评10%

占总评30%

占总评60%

三角螺纹基础知识的理解

获取信息能力

7S的运用

表达沟通能力

安全文明生产

学习主动性

三角螺纹车刀的认识

纪律观念

协作精神

三角螺纹车刀的刃磨

小计

总评

【知识拓展】

车削外螺纹前对工件的工艺要求

为保证车削的螺纹牙顶有0.125P的宽度,螺纹车削前的外圆直径应车至比螺纹公称直径小0.13P。

1、有退刀槽的螺纹，螺纹车削前应先切退刀槽，槽底直径应小于螺纹小径，槽宽约等于（2～3）P。

2、车削脆性材料（如铸铁）时，螺纹车削前的外圆表面，其表面粗糙度要小，以免车削螺纹时牙顶发生崩裂。

低速车普通外螺纹操纵方法

1、采用提开合螺母法车螺纹

当车床丝杠螺距是工件导程的整数倍时，螺纹车削可采用提开合螺母法。

首先，选择较低的主轴转速100r／min左右，启动车床并移动螺纹车刀，使刀尖与工件外圆轻微接触，记住中滑板刻度读数（或将中滑板刻度盘调零），将床鞍向右移动退出工件端面。

使中滑板径向进给约0.05mm，左手握中滑板手柄，右手握开合螺母手柄。

右手压下开合螺母，使车刀刀尖在工件表面车出一条螺旋线痕，当车刀刀尖移动到退刀槽位置时，右手迅速提起开合螺母，然后横向退刀，停止车床。

用钢直尺或游标卡尺检查螺距，确认螺距正确无误后，选择合理切削用量车螺纹。

经多次车削使切削深度等于牙型深度后，再停止机床检查螺纹是否合格。

2、倒顺车法车螺纹

螺纹的车削过程中，不提起开合螺母，而是当螺纹车刀车削到退刀槽内时，快速退出中滑板，同时压下操纵杆，使车床主轴反转，使溜板箱机动回到起始位置。