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课 题项目 - 课题一 蜗杆的加工（概述）课 型 理论1教学目标 掌握蜗杆的各参数的计算公式教学重点 蜗杆的加工方法教学难点 蜗杆的操作过程及各部分的计算教学实物 样件教学方法 讲解教 学 内 容 及 过 程蜗杆、蜗轮所组成的运动副常常用于减速传动的机构中，其传递的两轴线在空间形成90度的交错运动，如图7-3-1所示。蜗杆可以在车床上加工。蜗杆其轴向剖面形状为梯形。常用的蜗杆有米制（模数蜗杆）和英制（径节蜗杆）两种，米制蜗杆的齿形角为40，英制蜗杆的齿形角为29。本项目着重介绍米制蜗杆的尺寸参数和加工方法，英制蜗杆在我国不常见，如加工时，可以查阅有关资料把英制尺寸换算成公制尺寸后再进行加工。1. 蜗杆的一般技术要求及主要参数的名称、符号及计算（1）蜗杆的一般技术要求1）蜗杆的轴向模数，与蜗轮的端面模数必须相等。2）蜗杆分度圆上的法向齿厚公差轴向公差要符合标准要求。3）蜗杆分度圆径向跳动量要控制在允许的范围内。4）蜗杆传动是否与蜗轮很好的相啮合，其螺距必须等于蜗轮的周节 （2）蜗杆主要参数的名称、符号以及计算2. 蜗杆车刀（1）蜗杆车刀的角度车蜗杆的关键还要取决于车刀的几何角度、刚性及排屑等问题。由于在车蜗杆时，车刀所受切削抗力大，冲击力也大，所以根据不同的加工形式要合理选择刀具的材料。在车削蜗杆时，一般常用高速钢材料的车刀。为了保证蜗杆的加工质量，车削时应分为粗车和精车两个阶段。教 学 内 容 及 过 程1） 蜗杆粗车刀（如图7-3-2所示） 车刀左右刀刃之间的夹角要小于齿形角。 为了便于左右切削，并留有精加工余量，刀头宽度应小于齿根槽宽。 切削钢件时，应磨有1015的径向前角。图7-3-2 右旋蜗杆粗车刀 径向后角应为68。 进给方向的后角为(35)+，背离进给方向的后角为(35)-。 刀尖适当倒圆。作业（1） 完成习题（2） 习题册课 题课题一 蜗杆的概述（1）课 型理论第 2 课时教学目标 掌握蜗杆的参数计算方法教学重点蜗杆的加工方法教学难点蜗杆的操作过程及各部分的计算教学实物 样件教学方法 讲解教 学 内 容 及 过 程蜗杆传动由蜗杆和涡轮组成，一般蜗杆为主动件。蜗杆和螺纹一样有右旋和左旋之分 蜗杆传动，分别称为右旋蜗杆和左旋蜗杆。蜗杆上只有一条螺旋线的称为单头蜗杆，即蜗杆转一周，涡轮转过一齿，若蜗杆上有两条螺旋线，就称为双头蜗杆，即蜗杆转一周，涡轮转过两个齿。蜗杆传动特点1.传动比大，结构紧凑。蜗杆头数用Z1表示（一般Z1=14），蜗轮齿数用Z2表示。从传动比公式I=Z2/Z1可以看出，当Z1=1，即蜗杆为单头，蜗杆须转Z2转蜗轮才转一转，因而可得到很大传动比，一般在动力传动中，取传动比I=10-80；在分度机构中，I可达1000。这样大的传动比如用齿轮传动，则需要采取多级传动才行，所以蜗杆传动结构紧凑，体积小、重量轻。2. 传动平稳，无噪音。因为蜗杆齿是连续不间断的螺旋齿，它与蜗轮齿啮合时是连续不断的，蜗杆齿没有进入和退出啮合的过程，因此工作平稳，冲击、震动、噪音小。 （1）蜗杆车刀的角度车蜗杆的关键还要取决于车刀的几何角度、刚性及排屑等问题。由于在车蜗杆时，车刀所受切削抗力大，冲击力也大，所以根据不同的加工形式要合理选择刀具的材料。在车削蜗杆时，一般常用高速钢材料的车刀。为了保证蜗杆的加工质量，车削时应分为粗车和精车两个阶段。教 学 内 容 及 过 程1） 蜗杆粗车刀（如图7-3-2所示） 车刀左右刀刃之间的夹角要小于齿形角。 为了便于左右切削，并留有精加工余量，刀头宽度应小于齿根槽宽。 切削钢件时，应磨有1015的径向前角。图7-3-2 右旋蜗杆粗车刀 径向后角应为68。 进给方向的后角为(35)+，背离进给方向的后角为(35)-。 刀尖适当倒圆。（2）蜗杆车刀的刃磨1） 蜗杆车刀具体刃磨步骤要求如下： 采用角度样板校正两侧刃夹角小于刀尖角取3930为宜。 纵向前角及两侧刃夹角应进行修正。 车刀刃口要平直光滑、无崩刃、两侧副切削要对称、刀尖不能磨歪斜。 要用油石研去各切削刃的毛刺，及微小刃口使车刀锋利。2）刃磨蜗杆车刀的步骤如下： 粗磨主后刀面，副后刀面，初步形成刀尖角。 粗磨、精磨前刀面及前角。 精磨主后刀面、副后刀面、采用角度样板修正刀尖角。作业（1）完成习题（2） 习题册课 题 蜗杆的概述（2）课 型理论第 3 课时教学目标 掌握蜗杆的参数计算方法教学重点蜗杆的加工方法教学难点蜗杆的操作过程及各部分的计算教学实物 样件教学方法 讲解教 学 内 容 及 过 程蜗杆粗车刀（如图7-3-2所示） 车刀左右刀刃之间的夹角要小于齿形角。 为了便于左右切削，并留有精加工余量，刀头宽度应小于齿根槽宽。 切削钢件时，应磨有1015的径向前角。图7-3-2 右旋蜗杆粗车刀 径向后角应为68。 进给方向的后角为(35)+，背离进给方向的后角为(35)-。 刀尖适当倒圆。2）蜗杆精车刀（如图7-3-3所示） 车刀刀刃夹角等于齿形角，而且要求对称，切削刃的直线度要好。 为了保证齿形角的正确，一般径向前角取04。 为了保证左右切削刃切削顺利，都应磨有较大前角(0=1520)表面粗糙度值小的卷屑槽。 精车刀的前端刀刃不能车削牙槽底，所以只能精车蜗杆两侧齿面。图7-3-3 蜗杆精车刀教 学 内 容 及 过 程车刀几何角度刃磨注意事项 在切削过程中为防止牙型角扩大，车刀刀尖角应小于牙型角，比牙型角小30，即3930。 左右切削法要留有一定的加工余量，为精车作准备，刀头宽度应小于齿根槽宽。 根据车削工件材料的不同，前角应适当选择，塑性材料（钢件）应磨有较大的前角1015。 在车削过程中，为了使车刀有足够的刚性径向后角不应取得太小，选择68为宜。 受蜗杆螺纹升角影响，车刀两侧后角应合理选择，进给方向后角应为（35）+。 刀尖应适当倒圆使车刀有足够的强度和耐磨性。 在刃磨蜗杆车刀时，还必须特别要注意车刀刀尖一定要磨正，车刀刀尖的中心线要与工件中心重合或平行，以防止牙型不正确。作业（1）完成习题（2） 习题册课 题 蜗杆的概述（3）课 型理论第 1 课时教学目标 掌握蜗杆的参数计算方法教学重点蜗杆的加工方法教学难点蜗杆的操作过程及各部分的计算教学实物 样件教学方法 讲解教 学 内 容 及 过 程蜗杆车刀的装夹方法米制蜗杆按齿形可以分为轴向直廓蜗杆(ZH)和法向直廓蜗杆(ZN)两种。a)轴向直廓 b)法向直廓图7-3-4 蜗杆齿形的种类轴向直廓蜗杆的齿形在蜗杆的轴向剖面内为直线，在法向剖面内为曲线，在端平面内为阿基米德螺旋线，因此又称阿基米德蜗杆（如图7-3-4a所示）。法向直廓蜗杆的齿形在蜗杆的齿根的法向剖面内为直线，在蜗杆的轴向剖面内为曲线，在端平面内为延长渐开线，因此又称延长渐开线蜗杆（如图7-3-4b所示）。在加工过程中，我们经常车削的蜗杆是阿基米德蜗杆(即轴向直廓蜗杆)，因其加工较简单。如果在机械加工图纸中没有特别标注是法向直廓蜗杆，则均按轴向直廓蜗杆加工。车削上述两种不同的蜗杆时，其车刀的装夹方法也不相同可分为以下两种方法：1）水平装刀法车削轴向直廓蜗杆时，常采用水平装刀法。即装夹车刀时应使车刀两侧刃组成的平面处于水平位置，且与蜗杆轴线等高（如图7-3-4a所示）。精车蜗杆时，必须采用水平装刀法才能保证蜗杆齿形的正确。2）垂直装刀法车削法向直廓蜗杆时，应采用垂直装刀法。即装车刀时，应使车刀两侧刃夹角组成的平面处于通过蜗杆轴线的水平面内，并且与齿面垂直（如图7-3-4b所示）。图7-3-5 垂直装刀法.齿面；2.前刀面；3.6.左切削刃；4.5.右切削刃教 学 内 容 及 过 程车削阿基米德蜗杆时，为使切削顺利、减小因导程角引起一侧切削刃的工作后角变小、避免振动、扎刀等现象的产生，在粗车时也可采用垂直装刀法（如图7-3-5所示）。但在精车阿基米德蜗杆时，为确保齿形正确，一定要采用水平装刀法。例: 车一单线米制轴向直廓蜗杆，已知分度圆直径为40mm，轴向模数为mx=4mm，试求蜗杆各部分参数。解：齿距P=mx=3.144=12.56mm 导程L=ZP=112.56=12.56mm 全齿高h=2.2mx=2.24=8.8mm 齿顶高ha=mx=4mm 齿根高hf=1.2mx=1.24=4.8mm 齿顶圆直径da=d1+2mx=40+24=48mm 齿根圆直径df=d1-2.4mx=40-2.4mx=30.4mm 轴向齿顶宽fx=0.843mx=3.374mm 轴向齿根槽宽Wx=0.697mx=0.6974=2.788mm 轴向齿厚 Sx=P/2=6.28mm 导程角=arctanL/d=12.5/3.141640=arctan0.0995=5.68 法向齿厚Sn=P/2cos=9.425/2cos5.68=6.249mm作业（1）完成习题（2） 习题册课 题课题二 车削蜗杆(1)课 型理论第 2 课时教学目标 掌握车削蜗杆的方法教学重点车削蜗杆的加工过程教学难点车削蜗杆的的操作方法教学实物样件教学方法讲解教 学 内 容 及 过 程1.任务内容加工如图7-3-9所示蜗杆工件，材料45钢，加工1件，毛坯为40x105mm圆柱棒料 图7-3-9 蜗杆零件2.任务分析蜗杆的车削方法与车削梯形螺纹基本相似，车刀主切削刃都是直线，其牙型角2=40。在CA6140型车床上车蜗杆时，需要对机床进行调整。把车床的交换齿轮箱的齿轮更换为64、100、97，根据蜗杆的模数，在车床进给箱铭牌上查找到相应的数据，调整各手柄的位置。车蜗杆时，其齿距（导程）为P=mx，丝杠导程除以齿距都不是整数，故提开合螺母加工都将产生“乱扣”现象，只能采取开正反车的方法加工。因为蜗杆的导程大、牙槽深并且车刀切削面积大，所以要选择较低的切削速度，当模数越大，选择转速应越低。粗车蜗杆时，根据模数的大小一般有以下几种方法：（1）左右切削法 左右车削法车蜗杆是一种常用的方法，使用价值高，主要原因是能解决车刀三面同时受力问题，从而避免三个切削刃同时切削而引起扎刀。如图所示，采用左右进给的方法，逐步车到槽底（如图7-3-10a所示）教 学 内 容 及 过 程a)左右车削法 b)车槽法 c)分层车削法 d)精车图7-3-10 蜗杆的车削方法（2）车直槽法车直槽法用于Mx3mm的蜗杆。先用车槽刀车到齿根处把螺旋槽加工好，也就是把螺旋槽中的大部分加工余量去除，再采用蜗杆粗车刀左右车削成形的一种方法(如图7-3-10b所示)。（3）分层切削法当mx5mm时，因为所去除的余量大，可先采用蜗杆粗车刀，按着图7-3-10c所示的方法，逐层地切入直到槽底为止。上述三种方法均为粗车时采用，当精车时，则采用如图7-3-3所示两边带有卷屑槽的蜗杆刀，将齿面精车成形并达到图纸要求（如图7-3-10d所示）。作业（1）完成习题（2） 习题册课 题课题二 车削蜗杆(2)课 型理论第 3 课时教学目标 掌握车削蜗杆的方法教学重点车削蜗杆的加工过程教学难点车削蜗杆的的操作方法教学实物样件教学方法讲解教 学 内 容 及 过 程3.加工准备（1）使用刀具及量具1）使用刀具45端面车刀90外圆车刀2.5mm中心钻蜗杆粗车刀蜗杆精车刀2）使用量具游标卡尺25-50mm千分尺齿厚游标卡尺4.加工工艺（1）三爪卡盘装夹毛坯外圆，粗车工件右端外圆；（2）掉头装夹，粗车工件左端外圆；（3）一夹一顶装夹工件，粗车蜗杆；（4）两顶尖装夹，精车蜗杆及外圆。5.操作过程.5mm。2）粗车工件左端 调头装夹37mm外圆，找正并夹紧，车端面保证总长100mm，钻中心孔A2.5/5.3。 粗车230-0.039外圆至24mm长39.5mm。 粗车180-0.02mm外圆至20mm长14.5mm。3）粗车蜗杆 调头装夹37mm外圆，找正并夹紧，车端面保证总长100mm，钻中心孔A2.5教 学 内 容 及 过 程3）粗车蜗杆 工件宜采用一夹一顶方式装夹，选择B端外圆表面作为定位基准，在该表面包铜皮，装夹在三爪自定心卡盘之中，另一端则以后顶尖支撑，以满足形位公差要求。 调整交换齿轮箱中齿轮，交换齿轮箱更换齿数分别为64、100、97、的齿轮。根据工件模数，按表7-1-17所示，查出各手柄的位置，并调整各手柄到位。 为了使切削顺利，粗车可以应采用垂直装刀法，由于mx=2.5，选择切槽法或左右切削法，均可粗车成形。当粗车齿深至4.5mm及法向齿厚Sn=4.3mm时，开始准备精车，粗车蜗杆时切削速度可选1520m/min。4）精车蜗杆 两顶尖装夹工件，按水平装刀法安装蜗杆精车刀，用样板校正车刀。 用静态法对刀。其方法如下：使车床主轴停转，摇动小滑板车刀切削刃正好对准已粗车的螺旋槽中，摇动中滑板使车刀前端切削刃与齿根接触，记下此时中滑板的刻度值并退回车刀。 用动态法继续精确对刀。其方法如下：在车床主轴旋转过程中，逐步调整中小滑板，使车刀切削刃对准蜗杆的槽底记下中滑板刻度值，并调至零位。 精车左侧面，逐步摇动小滑板，（中滑板此时摇至零位）相差半格处，使车刀左切削刃与左侧面接触后退回起始位置以切削深度为0.050.01mm逐渐递减车左侧面，同时每次进刀都将中滑板逐步摇到齿根尺寸，如此35次，使表面粗糙度达到图样要求即可，为保证另一侧面有足够精车余量，应经常用齿厚游标卡尺控制法向尺厚的加工余量。 精车右侧面，与精车左侧面相似，将小滑板摇至右侧面接触，退至起始位置，逐渐将右侧面车至图样要求的法向尺寸Sn=3.920-0.10mm。 倒角，用蜗杆车刀两侧切削刃分别倒蜗杆起始和结尾处的角度。 精车蜗杆齿顶圆直径至360-0.039mm，两端面各阶台外圆至230-0.039mm及180-0.02mm并倒145角，表面粗糙度达到图样要求。作业（1）完成习题（2） 习题册课 题课题二 车削蜗杆(2)课 型理论第 1 课时教学目标 掌握车削蜗杆的方法教学重点车削蜗杆的加工过程教学难点车削蜗杆的的操作方法教学实物样件教学方法讲解教 学 内 容 及 过 程车蜗杆时的注意事项 车蜗杆时，首先检查周节是否正确。 因为蜗杆的导程角较大，车刀的两侧后角应适当增减。 鸡心夹头应紧靠卡爪并加紧工件，否则车螺纹时容易移位，而损坏工件。 粗车蜗杆时，先调整大滑板与车床导轨之间的间隙使之小些，从而减小轴向窜动。 粗车较大的蜗杆时，最好采用一夹一顶的方法装夹工件。 精车蜗杆时，还要考虑到工件的同轴度。车刀前角应磨大些，车刀主切削刃要平直、锋利。车削时应采用低速，并加注切削液。或采用点车的方法来提高两牙侧的光洁度，即刚开车就立即停车，利用主轴的惯性慢慢车削，如此反复进行操作。 车削过程中，要经常检测法向齿厚。 要防止中滑板手柄多摇一圈，从而避免撞刀。 车削带有较大阶台，或退刀处离卡盘很近时，要及时退刀并打反车，防止发生撞车和损坏工件的事故。测量及检验工件外圆的直径、长度和蜗杆的大径用千分尺测量。齿厚用齿厚游标卡尺测量或者用三针测量蜗杆分度圆直径。 为了使切削顺利，粗车可以应采用垂直装刀法，由于mx=2.5，选择切槽法或左右切削法，均可粗车成形。当粗车齿深至4.5mm及法向齿厚Sn=4.3mm时，开始准备精车，粗车蜗杆时切削速度可选1520m/min。4）精车蜗杆 两顶尖装夹工件，按水平装刀法安装蜗杆精车刀，用样板校正车刀。 用静态法对刀。其方法如下：使车床主轴停转，摇动小滑板车刀切削刃正好对准已粗车的螺旋槽中，摇动中滑板使车刀前端切削刃与齿根接触，记下此时中滑板的刻度值并退回车刀。教 学 内 容 及 过 程 用动态法继续精确对刀。其方法如下：在车床主轴旋转过程中，逐步调整中小滑板，使车刀切削刃对准蜗杆的槽底记下中滑板刻度值，并调至零位。 精车左侧面，逐步摇动小滑板，（中滑板此时摇至零位）相差半格处，使车刀左切削刃与左侧面接触后退回起始位置以切削深度为0.050.01mm逐渐递减车左侧面，同时每次进刀都将中滑板逐步摇到齿根尺寸，如此35次，使表面粗糙度达到图样要求即可，为保证另一侧面有足够精车余量，应经常用齿厚游标卡尺控制法向尺厚的加工余量。 精车右侧面，与精车左侧面相似，将小滑板摇至右侧面接触，退至起始位置，逐渐将右侧面车至图样要求的法向尺寸Sn=3.920-0.10mm。作业（1）完成习题（2） 习题册课 题课题二 车削蜗杆(3)课 型理论第 1 课时教学目标 掌握车削蜗杆的方法教学重点车削蜗杆的加工过程教学难点车削蜗杆的的操作方法教学实物样件教学方法讲解教 学 内 容 及 过 程摘要：在数控车床上车削较大导程的蜗杆、梯形螺纹和锯齿螺纹，由于工件的齿形深，需要切除的毛坯余量多，一般是选择较低的切削速度和高速钢成形刀，使用G32和G76等指令车削，加工精度特别是表面粗糙度很难达到图纸要求，加工难度较大。针对出现的加工精度低、生产效率低等特点，说明如何有效地发挥数控车床的高精度，高速度、定位精度高、生产效率高的优势。我们以沈阳CAK3675v华中数控系统的车床来论述快速车削蜗杆的方法。如图1蜗杆和大导程螺纹车削的进刀方法有多种，如直进法、左右切削法、斜进法和切槽法等。以前车削蜗杆等大导程零件的方法是：选用较低主轴转速（数控车床最低速为100转/分时转动无力）和高速钢成形车刀，车削蜗杆时的生产效率低。为解决上述问题，我认为应从刀具材料、几何形状及角度和车削方法来谈谈快速车削蜗杆和大导程螺纹的方法。教 学 内 容 及 过 程一、突破传统选择刀具的习惯，合理选择车削蜗杆的刀具角度，使刀具的刀尖角小于齿形角车削蜗杆刀具的刀尖角如果等于蜗杆的齿形角。这种刀具在车削时两侧刀刃与工件侧面容易发生摩擦，甚至三个刀刃同时参加切削，易产生较大的切削力而损坏刀具。如果选择车刀的刀尖角35 小于蜗杆的齿形角40 ，（如图2）这种车刀在车削时，可防止三个刀刃同时参加切削，减少了摩擦、切削力，能很好地避免“闷车”、“扎刀”和打刀的情况发生。二、在数控车床上使用硬质合金车刀高转速车削蜗杆成为现实以前，车削加工蜗杆和大导程螺纹，只能用高速钢车刀低速车削加工，生产效率非常低。如果将车刀的刀尖角磨小，使车刀的刀尖角35 小于蜗杆的齿形角40 ，可避免三个刀刃同时参加切削，切削刀显剧下降，这时可使用较高的切削速度和硬质合金车刀对蜗杆进行车削。当工件直径、导程越大时，可获得的线速度越高，加工出的工件表面质量越好，而且生产效率明显提高。彻底解决在数控车床不能用硬质合金刀具车削蜗杆和大导程螺纹零件。（只要数控车床能承受，尽可能选择较高的线速度，在车削模数Ms4时，选用350转/分钟。如图3）图2 刀尖角35 小于齿形角40 图3 硬质合金车刀作业（1）完成习题（2） 习题册课 题项目一 课题一 多线螺纹的加工（概述）课 型理论第 3 课时教学目标掌握多线螺纹的名称、符号教学重点多线螺纹的计算教学难点多线螺纹的计算方法教学实物样件教学方法讲解教 学 内 容 及 过 程1.多线螺纹的名称、符号及计算（1）多线螺纹的导程(L)是指在同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离。多线螺纹的导程与螺距的关系是:L = nP (mm)。对于单线螺纹(或单线蜗杆)，其导程就等于螺距(n为线数)。（2）多线蜗杆的导程(L)是指在同一条螺旋线上的相邻两齿在分度圆直径上对应两点之间的轴向距离。导程与轴向齿距(P)的关系L = nP=nmx 。（3）多线螺纹的代号表示不尽相同，普通多线三角形螺纹的代号用:螺纹特征代号x导程线数表示。如M483/2, M364/2等。梯形螺纹由螺纹特征代号导程(螺距)表示。如Tr4014 (P7)。（4）螺纹升角的计算计算多线螺纹或多线蜗杆的螺纹升角及蜗杆导程角时，必须按导程计算。公式如下：多线螺纹：tan=多线蜗杆：tan=式中：螺纹升角； n：螺纹线数；P：螺纹螺距； d2：螺纹中径； ：蜗杆导程角； d1：蜗杆分度圆直径；教 学 内 容 及 过 程2. 多线螺纹的分线方法多线螺纹（蜗杆）的各螺旋线在轴向是等距分布的，在端面上各螺旋线的起始点，在圆周上相距的角度是相等的，在车削过程中，解决螺旋线的等距分布问题叫分线，如果等距误差过大、会影响内、外螺纹的配合精度和蜗杆蜗轮的啮合精度，降低使用寿命，因此车削多线螺纹（蜗杆）时分线的精度尤为重要。车削多线螺纹及多头蜗杆时分线的方法主要有下面几种：（1）轴向分线法轴向分线即在车好一条螺旋槽后，把车刀沿螺纹（蜗杆）轴线方向移动一个螺距（周节），再车第二条槽。这种方法只要精确控制车刀沿轴向移动的距离，就可达到分线目的。具体控制方法：1）小滑板刻度分线法 在车好一条螺旋槽后，把小滑板向前或向后移动一个螺距（周节），再车另一螺旋槽。小滑板移动的距离，可利用小滑板刻度控制。这种方法比较简便，不需其它辅助工具，但分线精度不高, 一般适用于多线螺纹的粗车，以及单件小批量生产。小滑板刻度应转过的格数K可用下公式进行计算；K= 式中：P螺距 A小滑板每格移动的距离例车削Tr3612（P=6mm）螺纹时，车床小滑板刻度每格为0.05mm，求小滑板分线时应转过的格数。解：从式中得P=6mm根据公式得小滑板分线时应转过的格数为 K=120格作业（1）完成习题（2） 习题册课 题课题一 多线螺纹概述（1）课 型理论第 1 课时教学目标掌握多线螺纹的名称、符号教学重点多线螺纹的计算教学难点多线螺纹的计算方法教学实物样件教学方法讲解教 学 内 容 及 过 程螺纹的分类，除按断面形状划分外，还有按螺纹上螺旋槽的多少来分类。有一条螺旋槽的螺纹，是称为单头螺纹。有两条以上螺旋槽的螺纹，是称为多头螺纹。螺纹上相邻两螺旋槽之间的距离，称为螺距。沿螺旋槽旋转一周所前进的距离，称为导程。 导程与螺距的关系可用下式表示； L = t n 式中 L 螺纹导程（mm）， n 螺纹头数， t 螺纹螺距（mm）。 车削多头螺纹时，在走刀箱上应该用导程（mm）来按铭牌上规定，调整变换手柄位置。 车削多头螺纹的分头方法； 车削多头螺纹时，解决螺纹分头方法有二种，在螺纹的导程上进行分头，称为导程分头法，另一种是在螺纹的圆周上进行分头，称为圆周分头法。 （1） 在螺纹的导程上分头介绍二种方法。 用小刀架上刻度盘的刻度来分头；即利用小刀架刻度掌握车刀移动距离，从而达到正确分度目的。当车好一个螺旋槽后，只要将小刀架依据刻度，移动一个螺距的距离，就可车削相邻的另一个螺旋槽。 用百分表确定小刀架移动值来分头；即将百分表座固定在床鞍上，百分表测量杆测头顶在小刀架滑板端部，可根据百表上的读数确定小刀架的移动尺寸来进行分头。 （2） 在螺纹的圆周上分头方法。 介绍用调整车床上挂轮来分头 当（Z1）上的轴和车床主轴的转速相同，而且主动齿轮（Z1）的齿数是工件螺纹头数的倍数时，车完一头螺纹，仃车后，就在主动齿轮（Z1）和中间齿轮（Z2）相啮合的位置上画记号1（Z1）、2（Z2），然后使主动齿轮（Z1）和中间齿轮（Z2）脱开，把主动齿轮（Z1）转过一定的齿数（双头螺纹转Z1/2，三头螺纹转Z1/3）后，再使它重新与中间齿轮（Z2）啮合，就可开始车其它几个头的螺纹。教 学 内 容 及 过 程当主动齿轮（Z1）的齿数不是工件螺纹头数的倍数时, 车完一头螺纹，仃车后，就在丝杠齿轮（Z4）和中间齿轮（Z3）的啮合位置上画记号3（Z3）、4（Z4），然后使（Z4）和（Z3）脱开，把丝杠齿轮（Z4）转过一定的齿数丝杠齿轮应转的齿数（Z4）=主动齿轮齿数（Z1）中间齿轮齿数（Z3）/ 螺纹头数中间齿轮齿数（Z2），再使它重新与中间齿轮（Z3）啮合，就可开始车其它几个头螺纹3.多头螺纹加工的控制因素 在运用程序加工多头中，要特别注意对以下问题的控制： (1)主轴转速S280的确定。由于数控车床加工螺纹是依靠主轴编码器工作的，主轴编码器对不同导程的螺纹在加工时的主轴转速有一个极限识别要求，要用经验公式S1200/P-80来确定(式中P为螺纹的导程)，S不能超过320r/min，故取S280 r/min。 (2)表面粗糙度要求。螺纹加工的最后一刀基本采用重复切削的办法，这样可以获得更光滑的牙表面，达到Ra3.2要求。 (3)批量加工过程控制。对试件切削运行程序之前除按正常要求对刀外，在FANUC数控系统中要设定刀具磨损值在0.30.6之间，第一次加工完后用螺纹千分尺进行精密测量并记录数据，将磨损值减少0.2，进行第二次自动加工，并将测量数据记录，以后将磨损补偿值的递减幅度减少并观察它的减幅与中径的减幅的关系，重复进行，直至将中径尺寸调试到公差带的中心为止。在以后的批量加工中，尺寸的变化可以用螺纹环规抽检，并通过更改程序中的X数据，也可以通过调整刀具磨损值进行补偿。在现代工业生产中，利用数控车床加工螺纹，能大大提高生产效率、保证螺纹加工精度，减轻操作工人的劳动强度。但在高职院校的数控车床实习培训教学中普遍存在如下现象：部分教师和绝大多数学生对螺纹加工感到棘手，特别是加工多头螺纹，更加无所适从。下面通过对螺纹零件的实际加工分析，阐述多头螺纹的加工步骤和方法。 作业（1）完成习题（2） 习题册课 题课题一 多线螺纹概述（2）课 型理论第 1 课时教学目标掌握多线螺纹的名称、符号教学重点多线螺纹的计算教学难点多线螺纹的计算方法教学实物样件教学方法讲解教 学 内 容 及 过 程一、螺纹的基本特性 在机械制造中，螺纹联接被广泛应用，例如数控车床的的主轴与卡盘的联结，方刀架上螺钉对刀具的紧固，丝杠螺母的传动等。它是在圆柱或圆锥表面上沿着螺旋线所形成的具有规定牙型的连续凸起和沟槽，有外螺纹和内螺纹两种。按照螺纹剖面形状的不同，主要有三角螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹和矩形螺纹四种。按照螺纹的线数不同，又可分为单线螺纹和多线螺纹。在各种机械中，螺纹零件的作用主要有以下几点：一是用于连接、紧固；二是用于传递动力，改变运动形式。三角螺纹常用于连接、紧固；梯形螺纹和矩形螺纹常用于传递动力，改变运动形式。由于用途不同，它们的技术要求和加工方法也不一样 多线螺纹的名称、符号及计算（1）多线螺纹的导程(L)是指在同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离。多线螺纹的导程与螺距的关系是:L = nP (mm)。对于单线螺纹(或单线蜗杆)，其导程就等于螺距(n为线数)。（2）多线蜗杆的导程(L)是指在同一条螺旋线上的相邻两齿在分度圆直径上对应两点之间的轴向距离。导程与轴向齿距(P)的关系L = nP=nmx 。（3）多线螺纹的代号表示不尽相同，普通多线三角形螺纹的代号用:螺纹特征代号x导程线数表示。如M483/2, M364/2等。梯形螺纹由螺纹特征代号导程(螺距)表示。如Tr4014 (P7)。（4）螺纹升角的计算计算多线螺纹或多线蜗杆的螺纹升角及蜗杆导程角时，必须按导程计算。公式如下：多线螺纹：tan=教 学 内 容 及 过 程多线蜗杆：tan=式中：螺纹升角； n：螺纹线数；P：螺纹螺距； d2：螺纹中径； ：蜗杆导程角； d1：蜗杆分度圆直径；2. 多线螺纹的分线方法多线螺纹（蜗杆）的各螺旋线在轴向是等距分布的，在端面上各螺旋线的起始点，在圆周上相距的角度是相等的，在车削过程中，解决螺旋线的等距分布问题叫分线，如果等距误差过大、会影响内、外螺纹的配合精度和蜗杆蜗轮的啮合精度，降低使用寿命，因此车削多线螺纹（蜗杆）时分线的精度尤为重要。车削多线螺纹及多头蜗杆时分线的方法主要有下面几种：（1）轴向分线法轴向分线即在车好一条螺旋槽后，把车刀沿螺纹（蜗杆）轴线方向移动一个螺距（周节），再车第二条槽。这种方法只要精确控制车刀沿轴向移动的距离，就可达到分线目的。具体控制方法：作业（1）完成习题（2） 习题册课 题课题一 多线螺纹概述（3）课 型理论第 3 课时教学目标掌握多线螺纹的名称、符号教学重点多线螺纹的计算教学难点多线螺纹的计算方法教学实物样件教学方法讲解教 学 内 容 及 过 程分线时必须注意的事项： 分线前必须保证小滑板导轨与工作轴线平行，否则螺纹底径、中径（分度圆直径）会产生误差。 螺纹分线时应注意小滑板手柄旋转方向，否则会产生误差。每次分线小滑板手柄转动方向要相同，转动时要消除空行程，以免因丝杆与螺母之间的间隙产生分线误差。 车削精度较高、导程较大的多线螺纹（蜗杆）时，应把各条螺旋槽都粗车完毕后，再进行精车。精车时小滑板手柄进给方向要相同，小滑板进给数要正确，最后反复23次以免各线（侧面）由于余量不匀而产生分线误差。2）百分表、量块分线法在对等距精度要求较高的螺纹和蜗杆分线时，可利用百分表和量块控制小滑板的移动距离，把百分表装夹在刀架上，并在溜板箱上紧固一挡块，在车第一条螺旋槽前，移动小滑板，使百分表触头与挡块接触，并把百分表调节至零位，当车好第一条螺旋槽后，移动小滑板，百分表指示的读数，就是小滑板移动的距离。在对螺距（周节）较大的多线螺纹（蜗杆）进行分线时，因受百分表行程的限制，可在百分表与挡块之间垫入一块（一组）量块，其厚度正好等于工件的螺距（周节）。用这种方法分线的精度较高，但由于车削时振动，容易使百分表走动，在使用时应经常校正零位（如图7-4-2所示）。图7-4-2 百分表量块分线法教 学 内 容 及 过 程3）利用开合螺母分线当多线螺纹的导程为丝杠螺距的整倍数且其倍数又等于线数（即丝杠螺距等于工件螺距）时，可以在车好一条线后，将车刀返回起刀位置，提起开合螺母，使床鞍向前或向后移动一个丝杠螺距，在将开合螺母合上车削第二条线，其余各线的分线、车削依次类推。此方法使用简单方便，在使用时有一定的局限性，只有满足条件时才能使用。受大滑板手轮的精度限制，此方法只使用于单件小批量生产，分线时容易产生误差，故分线精度较低。（2）圆周分线法第一条螺旋槽车好后，把丝杠与主轴的传动链脱开，工件转过角（=360/n），然后合上丝杠与主轴的传动链。1）交换齿轮分线法 交换齿轮z1的齿数是螺旋线数n的整数倍时，第一条螺旋槽车好后，停车，在交换齿轮z1上做好等分记号，把齿轮z1与z2脱开，并用手转动卡盘，使齿轮z1的另一记号与齿轮z2的记号啮合。（即如图7-4-3所示）。2）卡盘卡爪分线法 当卡盘上的卡爪是螺旋线数的整数倍时，第一条螺旋槽车好后，将后顶尖松开，把工件连同鸡心夹头转过一个角度，用卡盘的另一卡爪拨动鸡心夹，再顶好后顶尖作业（1）完成习题（2） 习题册课 题课题二 车多线梯形外螺纹（1）课 型理论第 1 课时教学目标 掌握车削多线梯形外螺纹教学重点车多线梯形外螺纹的方法教学难点 车多线梯形外螺纹的加工过程教学实物 样件教学方法 讲解教 学 内 容 及 过 程1.任务内容加工如图7-5-6所示多线梯形螺纹工件，材料45钢，加工1件，毛坯为55x120mm圆柱棒料。图7-4-5 梯形双头螺纹2.任务分析 为了使该工件能与内螺纹内外多线梯形螺纹达到配合精度，在车床上加工多线梯形外螺纹时，要求多线螺纹的螺距必须相等；多线螺纹每条螺旋线的牙型角、中径处的螺距要相等；多线螺纹的小径应相等。加工多线螺纹每条螺旋槽的方法，与加工单线螺纹时加工相同，关键是准确的分线和保证各螺旋槽尺寸一致。该工件加工数量不多，可以采取移动小滑板进行分线加工。车削时，决不能将一条螺旋槽全部车完后，再车削另外的螺旋槽，加工时应按下列步骤进行：（1）粗车第一条螺旋槽时，应记住中、小滑板的刻度。（2）使用轴向分线法时，为保证牙深相同，粗车每一条螺旋槽时的中滑板刻度应相同。用圆周分线法时，粗车每一条螺旋槽时的中滑板、小滑板刻度都应相同。（3）采用左右切削法精车多线螺纹（蜗杆）时，车削每条螺旋槽时的车刀左右赶刀量必须相同，以保证多线螺纹（蜗杆）的螺距（齿距）精度。在精加工图7-5-5所示双头螺纹时，按下面步骤进行。教 学 内 容 及 过 程1）精车第一条螺旋槽的左侧面，小滑板往左赶刀精车。2）分线精车第二条螺旋槽的左侧面，小滑板往左赶刀精车。3）小滑板往右赶刀，精车第二条螺旋槽的右侧面，注意控制螺纹中径的尺寸。4）分线精车第一条螺旋槽的右侧面，控制螺纹中径尺寸，使两条螺旋槽的中径相同。加工多线螺纹（蜗杆）时，其导程较大，在刃磨车刀和装刀时注意螺纹升角的影响，在选择转速时不要太快，防止发生撞车事故。加工工艺（1） 三爪卡盘装夹毛坯外圆表面，齐端面，打中心孔。（2） 一夹一顶装夹工件，车外圆，螺纹大径，切退刀槽，粗、精车梯形螺纹。（3） 掉头齐端面，控制总长。 测量及检验工件外圆的直径、长度和螺纹的大径可以用游标卡尺进行测量，牙深可以用中滑板的刻度间接控制。螺纹中径的测量可以使用三针和千分尺测量。作业（1）完成习题（2） 习题册课 题课题二 车多线梯形外螺纹（2）课 型理论第 2 课时教学目标 掌握车削多线梯形外螺纹教学重点车多线梯形外螺纹的方法教学难点 车多线梯形外螺纹的加工过程教学实物 样件教学方法 讲解教 学 内 容 及 过 程将刃磨好的车刀装夹在方刀架上，再对工件进行车削。车刀安装的正确与否，直接影响车削能否顺利进行和工件的加工质量。1. 车刀装夹注意事项在安装车刀时必须注意以下事项：车刀的刀头部分不能伸出刀架过长,应尽量可能伸出的短一些。a)正确 b) 不正确 c)不正确图2-1-4 车刀的装夹车刀伸出过长刀杆的刚性变差，切削时在切削力的作用下，容易产生振动，使车出的工件表面不光滑（表面粗糙度值高），一般加工外圆类车刀伸出的长度不超过刀杆厚度的12倍。车刀刀体下面所垫的垫片数量一般为12片为宜，并与刀架边缘对齐，并要用两个螺钉压紧（如图2-1-4a所示），以防止车刀车削工件时产生移位或振动。（2） 在车削加工过程中，车刀装夹是否正确，不仅影响到切削时的工作角度，以车外圆（或者横车）为例，当车刀刀尖高于工件中心时，因其切削平面与基面位置发生变化，使前角增大，后角减小（如图2-1-5b），反之，则前角减小，后角增大（如图2-1-5c）。还影响到工件的加工质量。因此在装夹车刀时必须注意，车刀刀尖要与工件的轴线等高（如图2-1-5a所示）。教 学 内 容 及 过 程a）正确 b）不正确 c）不正确图 2-1-5 车刀安装高低情况车刀刀尖装夹的过高或过低，都会改变车刀前角和后角的实际工作角度以及会出现“扎刀”的现象，如果过高，当车刀车削至工件中心时会在中心处留下凸台，车刀继续往中心处进刀，这时所有的切削抗力全部施加在后刀面近刀尖处，会造成“扎刀”的现象。过低在车端面时工件中心同样也会留有凸台，这样切削抗力就会施加在前刀面近刀尖处，工件随主轴继续旋转，同样也会造成“扎刀”的现象（如图2-1-6所示）。因此，车刀刀尖必须要严格对准工件的轴线。a）刀具安装过高 b）刀具安装过低图2-1-6 车刀刀尖未对准工件中心易使刀尖崩碎车刀安装歪斜，对车刀的主偏角、副偏角的影响较大，特别是在车削螺纹时，会使牙型半角产生误差。在实际的生产中，车刀由于受到进给力的作用车刀与工件的实际接触面积就会加大，在一定程度上会使车刀的主后角或者是副后角减小。当车刀纵向进给时，主后角减小，当车刀横向进给时，车刀的副后角减小。作业（1）完成习题（2） 习题册课 题课题二 车多线梯形外螺纹（3）课 型理论第 3 课时教学目标 掌握车削多线梯形外螺纹教学重点车多线梯形外螺纹的方法教学难点 车多线梯形外螺纹的加工过程教学实物 样件教学方法 讲解教 学 内 容 及 过 程2. 装夹车刀中心高的控制方法图 2-1-7 端面对刀在生产过程中，装夹车刀通常采用以下几种方法进行对工件的中心高：（1）先把工件装夹在车床卡盘上，然后用左右手分别摇动大滑板和中滑板手轮，使装夹在刀架上的车刀逐渐接近工件的端面，用目测的方法去估计车刀刀尖是否对准工件的中心，然后用刀架扳手（不能用加力管）压紧车刀并试车工件端面，再根据工件中心来调整车刀刀尖的高度，如图2-1-7所示。（2）采用钢直尺直接测量车刀刀尖到床身导轨面的垂直距离是否等于车床的主轴中心高度值（如图2-1-8a所示）。（3） 采用图2-1-8b所示游标卡尺直接测量刀具与垫片的厚度，来确定刀尖的高低。（4）选用一个顶尖，即固定顶尖或活顶尖，将其插入到机床尾座的套筒中。再用左右手分别摇动大滑板和中滑板手轮，使装夹在刀架上的车刀逐渐接近顶尖，然后再根据顶尖中心来确定车刀刀尖的高低(如图2-1-8c所示)。 a）用钢直尺测量 b) 用游标卡尺直接测量刀具与垫片厚度教 学 内 容 及 过 程 c）用后顶尖高低直接装刀 d）在中滑板端面上划出一条刻线图 2-1-8 对中心高示意图4）第一把车刀高度采用上述三种方法确定后，从刀架上卸下车刀。把车刀连同垫片一起放置在车床中滑板的导轨上，用刀尖在中滑板的端面上划一道横线，当安装另一把车刀时，只要车刀刀尖对准横线即可，如图2-1-8d所示，这种方法在加工过程中常被采用。根据经验，粗车外圆柱面时，将车刀装夹得比工件中心稍低些，这要根据工件直径的大小决定，无论装高或装低，一般不能超过工件直径的1%。注意装夹车刀时不能使用套管，以防用力过大使刀架上的压刀螺钉拧断而损坏刀架，用手转动压刀扳手压紧车刀即可。切削用量，又称为切削三要素，是表示主运动及进给运动大小的参数。它包括切削深度、进给量和切削速度三个方面。合理的选择切削用量对提高工件的加工质量和生产效率有着密切的关系。作业（1）完成