车削梯形螺纹(给杨秀怀).doc

湘西民族职业技术学院备课用纸 （每节、每课或连排课时） 教师姓名：方媛州课题：车削梯形螺纹讲授节数授课班级授课日期日期：星期：日期：星期：日期：星期：日期：星期：教学目的要求：1了解梯形螺纹的用途和技术要求。2能根据工件螺距，查车床进给箱的铭牌表及调整手柄位置和挂轮。3能根据螺纹样板正确刃磨和装夹车刀。4正确使用切削液，合理选择切削用量，掌握车梯形螺纹的基本动作和方法。教学重点：1梯形螺纹的车削方法。2梯形螺纹的质量控制。教学难点：1梯形螺纹的车削方法。2梯形螺纹的质量控制。作业布置： 写好实训手册教具： 教案及实习场地教学过程转 下 页一、组织教学1器材准备：现场进行6S管理，准备好需要的实习工具。2思想动员、简单回顾上节课操作中存在的问题和相关知识。复习导入以前我们学习了车外圆、内孔、特形面的加工及三角内、外螺纹等，现在我们学习的是梯形外螺纹的加工。梯形螺纹是应用很广泛的传动螺纹，例如车床上的长丝杠，中拖板的丝杠等都是梯形螺纹。它们的工作长度较长，使用要求也较高。首先我们要了解车梯形螺纹的相关工艺知识及刀具的刃磨。车削梯形螺纹二、相关工艺知识（讲授新课）梯形螺纹是应用很广泛的传动螺纹，例如车床上的长丝杠，中拖板的丝杠等都是梯形螺纹。它们的使用精度都较高，因此车削时比普通螺纹困难。首先我们要了解车梯形螺纹的相关工艺知识及刀具的刃磨。梯形螺纹分米制和英制两种，英制梯形螺纹（牙型角29）在我国较少采用，我国常用米制梯形螺纹（牙型角为30）。现在介绍如下：梯形螺纹的轴向剖面开头是一个等腰梯形，一般作传动用，精度高。（一）梯形螺纹的标记特征代号：Tr牙型角：30标记示例：Tr3612（P6）7H示例说明： Tr梯形螺纹 36公称直径 12导程 P6螺距为6mm 7H中径公差带代号 右旋，双线，中等旋合长度标记方法： 单线螺纹只标螺距，多线螺纹应同时标导程和螺距。 右旋不注旋向代号（左旋标注为LH）。 旋合长度只有长旋合长度和中等旋合长度两种，中等旋合长度不标（长旋合长度标注为L）。 只标中径公差带代号。图131 梯形螺纹车刀的安装（二）梯形螺纹的一般技术要求螺纹中径必须与基准轴颈同轴，其大径尺寸应小于基本尺寸。车梯形螺纹必须保证中径尺寸公差（梯形螺纹以中径配合定心）。螺纹的牙型角要正确。螺纹两侧面表面粗糙度值较小。 （三）梯形螺纹车刀的选择和安装车刀的选择：通常采用低速切削，一般用高速钢材料。梯形螺纹车刀的安装如图131所示。 车刀主切削刃必须与工件轴线等高（用弹性刀杆应高于轴线约0.2mm），同时和工件轴线平行。 车刀刀尖角的对称中心线必须与工件轴线垂直，装刀时用样板来对刀；以免产生螺纹半角误差，如果把车刀装歪，就会产生如牙型歪斜等现象。（四）工件的装夹 一般采用两顶尖或一夹一顶装夹。 粗车较大螺距时，可采用四爪单动卡盘一夹一顶，以保证装夹牢固。 要使工件的一个台阶靠住卡爪平面（或用轴向撞头限位），固定工件的轴向位置，以防止因切削力过大，使工件移位而车坏螺纹。（五）车床的选择和调整1 挑选精度较高，磨损较少的机床；2 正确调整机床各处间隙，对床鞍、中小滑板的配合部分进行检查和调整、注意控制机床主轴的轴向窜动、径向圆跳动以及丝杠轴向窜动。3 选用磨损少的交换齿轮。（六）梯形螺纹的车削方法梯形螺纹的低速车削方法一般有左右切削法，如图132（a）所示；车直槽法，如图132（b）所示；车阶梯槽法，如图132（c）所示。a） b） c）图132 梯形螺纹的车削方法（1）a.左右切削法 b.车直槽法 c.车阶梯槽法 螺距小于4mm和精度要求不高的工件，可采用一把梯形螺纹车刀，并用少量的左右进给法车削。 螺距大于4mm和精度要求较高的梯形螺纹，一般采用分刀车削的方法，粗车、半精车梯形螺纹时，螺纹大径留0.3mm左右余量且倒角成15； 选用刀头宽度稍小于槽低宽度的车槽刀，粗车螺纹（每边留0.250.35mm左右的余量）； 用梯形螺纹车刀采用左右车削法车削梯形螺纹两侧面，每边留0.10.2mm的精车余量，并车准螺纹小径尺寸，如图133a、b所示；a） b） c） d）图133 梯形螺纹的车削方法（2） 精车大径至图样要求（一般小于螺纹基本尺寸）； 选用精车梯形螺纹车刀，采用左右切削法完成螺纹加工，如图133c、d所示。（七）梯形螺纹的尺寸计算梯形螺纹的牙形如图134所示。表131 梯形螺纹各部分名称、代号及计算公式图134 梯形螺纹的牙形名 称代号计 算 公 式牙 型 角=30螺 距P由 螺 纹 标 准 确 定牙顶间隙cP1.556121444ac0.250.51外螺纹大径d公称直径中径d2d2 =d-0.5P小径d3d3=d-2h3牙高h3h3= 0.5P+c内螺纹大径D4D4=d+2c中径D2D2=d2小径D1D1 =d-P牙高H4H4= h3牙顶宽f、ff=f=0.366P牙槽底宽W、WW=W=0.366P-0.536c螺旋升角tanP/d2三针测量M= d2+4.864 dD -1.866P量针直径dD：最大值dD= 0.656P 最佳值dD=0.518P 最小值dD=0.486P例：车梯形螺纹Tr204，其孔径、牙高、牙顶宽和牙槽底宽（即刀头宽度）应是多大？已知：d=20mm P=4mm小径 D1 =d-P=20-4=16（mm）牙高 h3=0.5P+c =0.54+0.25=2.25（mm）牙顶宽 f= f=0.366P=0.3664=1.464（mm）牙槽底宽 W=W=0.366P-0.536ac =0.3664-0.5360.25=1.464-0.134=1.33（mm）三针测量法采用的量针一般是专门制造的。在实际应用中，往往不能很及时的购买到最佳的量针，有时也用优质钢丝或新钻头的柄部来代替，但与计算出的最佳量针直径尺寸不相符合，这就需要认真选择。要求所代用的钢丝或钻柄直径尺寸，最大不能在放入螺旋槽时被顶在螺纹牙尖上，最小不能在放入螺旋槽时和牙底相碰，故在测量前应选择合适的量针，即量针的直径应在最大值与最小值之间方可进行实测，否则将失去了测量中径的真正意义了。 a） b） c）图135 量针直径的选择a.最大量针直径 b.最佳量针直径 c.最小量针直径问：三针测量梯形螺纹时的量针直径为什么要规定在一定范围内？答：三针测量的量针直径（dD）不能太大，如大于最大量针直径则测量针的横截面积与牙侧不相切（见图135a所示），无法测得中径的实际尺寸；也不能太小，若小于最小量针直径则测针陷入牙槽中，其顶点低于螺纹牙顶而无法测量（见图135c所示），最佳量针直径是指量针横截面积与螺纹中径处于牙侧相切时的量针直径（见图135b所示），量针直径的最大值、最佳值和最小值可在表131中查出，选用量针时应采用最佳值，或在条件不允许的情况下尽量采用接近最佳值，以便获得较高的测量精度。例： 计算Tr204的30梯形螺纹的M值，现有三付量针请选择： 2mm、2.5mm、3mm ，请问量针dD应选择哪一付为量佳？(图1313 调节丝杠)量针直径dD最大值 0.656P=0.6564= 2.624（mm）最佳值 0.518P=0.5184=2.072（mm）最小值 0.486P=0.4864=1.944（mm）量针直径 dD =2mm最接近最佳值，应选择此付量针并代入M值公式进行计算。中径d2= d-0.5P=20-0.54=18（mm）M= d2+4.864 dD -1.866P=18+4.8642-1.8664=18+9.728-7.464=20.264（mm）根据典型工作任务（图1313 调节丝杠）中径所规定的极限偏差18-0.045 -0.40，M值应在19.864mm（即20.264-0.40）至20.219mm（即20.264-0.045）范围内，螺纹中径才合格。例：车梯形螺纹Tr447，其孔径、牙高和牙槽底宽（即刀头宽度）应是多大？已知：d=44mm P=7mm小径D1 =d-P=44-7=37=37（mm）牙高h3=0.5P+c =0.57+0.5=4（mm）牙顶宽 f= f=0.366P=0.3667=2.562（mm）牙槽底宽 W=W=0.366P-0.536c =0.3667-0.5360.5=2.562-0.268=2. 294（mm）例：计算Tr447的30梯形螺纹的M值，已知dD =4mm，求相关尺寸。量针直径 dD：最大值 0.656P=0.6567= 4.592（mm）最佳值 0.518P=0.5187=3.626（mm）最小值 0.486P=0.4867=3.402（mm）量针直径 dD =4mm在标准范围内，可用，并将此量针直径代入M值公式进行计算。中径d2= d-0.5P=44-0.57=40.5（mm）M= d2+4.864 dD -1.866P=40.5+4.8644-1.8667=40.5+19.456-13.062=46.894（mm）根据典型工作任务（图1314 梯形螺杆）中径所规定的极限偏差40.5-0.355 -0.480，M值应在46.414mm至46.539mm范围内，螺纹中径才合格。（八）梯形螺纹的测量方法 大径测量测量螺纹大径时一般可用游标卡尺、千分尺等量具。 底径尺寸的控制底径尺寸的控制一般由中滑板刻度盘控制牙形高度，而间接保证底径尺寸。 中径尺寸控制 综合测量法综合测量法是用标准螺纹量规对螺纹各主要参数进行综合性测量。螺纹量规包括螺纹塞规和螺纹环规，都分通规和止规，在使用中不能搞错。如果通规难以旋入，应对螺纹的各直径尺寸、牙型角、牙型半角和螺距进行检查，经修正后再用量规检验。螺纹量规如图136所示。图136 用标准螺纹环规综合测量 三针测量法这种方法是测量外螺纹中径的一种比较精密的方法。适用于测量一些精度要求较高，螺纹升角小于4的三角螺纹、梯形螺纹和蜗杆的中径尺寸。测量时把三根直径相等并在一定尺寸范围内的量针放在螺纹相对应的螺旋槽中，用千分尺量出两边量针顶点之间的距离M，如图137所示。三针测量法所用的量具公法线千分尺，如图138所示。 图137 三针测量梯形螺纹中径 图138 公法线千分尺单针测量法 单针测量法(如图139所示)单针测量法是一种比较常用的测量方法，适于测量精度要求不高、螺纹升角小于4的三角螺纹、梯形螺纹或蜗杆的中经尺寸。量针（dD）的选择：最大值 dD=0.656P最佳值 dD=0.518P最小值 dD=0.486PM值的计算M=d2+4.864dD-1.866pA值的计算A=1/2（M+d0）式中：A 单针测量值（mm）d0 螺纹顶径的实际尺寸（mm）M 三针测量时量针测量距的计算值（mm）图139 单针测量梯形螺纹中径例：用单针测量Tr3668e梯形螺纹中经，量得工件实际外径d0=35.95mm量针直径dD分别为2mm、3mm、3.5mm、4mm，请选择最佳的一根量针，并求千分尺读数A的值（详见图13-9）。解：最大值 dD=0.656P=0.6566=3.963mm最佳值 dD=0.518P=0.5186=3.108mm最小值 dD=0.486P=0.4866=2.916mm 选择3mm的量针最接近最佳值，将dD=3mm代入M值公式进行计算d2=d-0.5P=36-0.56=33 M=d2+4.864dD-1.866P=33+4.8643-1.8666=36.396mm查有关国家标准得中径偏差为：d2=33-0.118 -0.543 mm则M=36.396-0.118 -0.543mmA=1/2（M+d0）=0.5（36.396+35.95）=36.173mm单针测量值A的极限偏差值应为中径极限偏差的一半。因此. A=36.173-0.059 -0.272mm为合格。注：此种测量方法因牵涉到螺纹大径的实测数值，故只有实测出大径尺寸才能代入公式进行计算，所以用此测量方法效率过低，只适于单件生产。（九）梯形螺纹车刀高速钢梯形螺纹车刀的几何形状及几何角度 高速钢梯形螺纹粗车刀高速钢梯形外螺纹粗车刀的几何形状如图1310a所示，车刀刀尖角r应小于螺纹牙型角30，为了便于左右切削并留有精车余量，刀头宽度应小于牙槽底宽W。 高速钢梯形外螺纹精车刀高速钢梯形外螺纹精车刀的几何形状如图1310b所示。车刀背前角rP=0，车刀刀尖角r等于牙型角 ，为保证两侧切削刃切削顺利，都磨有较大前角（r=12 16）的卷屑槽。但在使用时必须注意，车刀前端切削刃不能参加切削。该车刀主要用于精车梯形外螺纹牙型两侧面。a） b）图1310 梯形螺纹车刀a.粗车刀 b.精车刀 硬质合金梯形外螺纹车刀为了提高效率，在车削一般精度的梯形螺纹时，可使用硬质合金车刀进行高速车削。 梯形内螺纹车刀梯形内螺纹车刀比外螺纹车刀刚性差，因此刀柄的截面积与长度应根据孔径深度来选取；梯形螺纹车刀和三角形内螺纹车刀基本相同，只是刀尖角为30，如图1311所示。图1311 梯形螺纹车刀图 梯形螺纹车刀的安装 安装方式：根据梯形螺纹车削特点，可分为轴向安装和法向安装两种。轴向安装是使车刀前面与工件轴线重合。其特点是在轴向剖面牙型两侧是直线，而法向安装是曲线，但是法向安装车刀可以改变车刀两个面的性能，即左右切削力前角相等，使切削时排屑顺畅，因此，粗车梯形螺纹时采用法向装刀，精车梯形螺纹时则采用轴向装刀。a） b） c）图1312 梯形螺纹车刀的两种安装方式a.轴向安装 b.法向安装 c.法向安装时的轴向剖面 安装高度：车刀安装时应使刀尖对准工件回转中心，以防止牙型角的变化。 梯形螺纹升角对车刀工作角度的影响：车螺纹时因受螺旋线的影响，则工作时的前角和后角与静止时的前角和后角数值不同，由于螺纹升角较大，其影响不可忽略。因此，在刃磨时，必须考虑这些影响。在刃磨时，必须考虑这些影响： 在刃磨与走刀方向同侧时的后角应为（3 5 ）+ ，而在刃磨与背离走刀同侧后角时应为（3 5 ）- ，如图13-10所示。 如果梯形螺纹车刀的前面垂直于螺纹的两个侧面，而保持两个前角相等均为零度，这种安装车刀方法只能粗车（法向安装）；如果在精车时，车刀的前面必须与轴线同一个平面（轴向安装）。（十）梯形螺纹刀刃磨操作步骤： 粗磨主，副后刀面，初步形成刀尖角。 粗、精磨前刀面，形成前角。 精磨主、副后刀面；用样板检查、修正刀尖角。 用油石研磨车刀。（十一）操作注意事项： 使用砂轮机时应注意安全。 刃磨两侧后角时，要考虑螺纹的旋向和螺旋升角的大小，然后确定两侧后角大小。 刃磨高速钢车刀，应随时放入水中冷却，以防退火而失去硬度。 上图所示为梯形内螺纹车刀，其几何形状和三角形内螺纹车刀基本相同，只是刀尖角应刃磨成30。三、操作示范 刃磨梯形外螺纹车刀。 车梯形外螺纹。典型工作任务一：调节丝杠图1313 调节丝杠技术要求锐边去毛刺。课题名称编号件数材料毛坯尺寸定额工时调节丝杠145钢32mm135 mm180min姓名： 总分：表132 调节丝杠评分表序号考核顶目配分评分标准检测结果得分1外圆15 0 -0.027 8超差无分222 0 -0.0338328 0 -0.05254螺纹M201.5125长度1300.166梯形螺纹20 0 -0.200 5718-0.045 -0.40018815 0 -0.405 593015 P=4510形位公差跳动0.02411圆柱度0.033412粗糙度Ra1.6 4处8一处不合格扣2分13Ra3.2 4处4一处不合格扣1分14倒角倒钝8处815安全文明生产：凡有违章操作或出现事故者，酌情从总分中扣除110分，直至取消考试资格表13 3 工、量具清单序号名称型号与规格单位数量备注1车工常用工具套12活动顶尖5号莫氏个13钻夹头113个14外径千分尺025mm、2550mm把各15公法线千分尺025mm把16游标卡尺0150mm把17螺纹千分尺025mm把18角度样板把19车刀90车刀，45 车刀， 60普通外螺纹车刀，切槽刀，30梯形螺纹车刀把各110中心钻A2个111紫铜皮、紫铜棒适量12材料32mm135 mm， 45钢件1梯形螺杆实作步骤： 用三爪自定心卡盘夹持毛坯外圆，伸出长度70mm，校正并夹紧； 车端面A（车平即可），车工艺台阶2224mm，长55mm； 钻中心孔B2/4.25； 调头，夹持2224mm，长55mm工艺台阶，车端面B至总长尺寸，1300.1mm； 钻中心孔B2/4.25用尾座顶点支撑工件成一夹一顶装夹； 粗、精车外圆28 0 -0.052mm，长10mm、22 0 -0.033mm，长20mm、20-0.10 -0.25mm，长25mm、15 0 -0.027mm，长15mm； 切外沟槽17.8 0 -0.052mm3mm，倒角C2，C1； 粗、精车外螺纹M201.5达尺寸要求； 调头，夹22 0 -0.033mm，长20mm外圆，用尾座顶尖支撑工件成一夹一项装夹； 粗、精车梯形螺纹外圆22-0.032 -0.268mm； 切外沟槽15 0 -0.405mm6mm，倒角C30； 粗、精车梯形螺纹Tr204，小径车至15 0 -0.405mm，两牙侧面留余量0.2mm（用直进法加工）； 精车两牙侧面，用三针测量，控制中径尺寸18-0.045 -0.40mm要求。检查质量合格后卸下工件。典型工作任务二：车削梯形螺纹图1314 梯形螺杆技术要求锐边去毛刺。课题名称编号件数材料毛坯尺寸定额工时梯形螺杆145钢45mm85 mm180min姓名： 总分：表133 梯形螺杆评分表序号考核顶目配分评分标准检测结果得分1外圆22 0 -0.0218超差无分2340.01683梯形螺纹44 0 -0.4255440.5-0.355 -0.48020536 0 -0.569563015 P=757锥度105108长度250.04269175134221480215粗糙度Ra1.6 7处14一处不合格扣2分16Ra3.2 5处5一处不合格扣1分17倒角倒钝5处518安全文明生产：凡有违章操作或出现事故者，酌情从总分中扣除110分，直至取消考试资格表13 5 工、量具清单序号名 称型号与规格单 位数 量备 注1车工常用工具套12活动顶尖5号莫氏个13钻夹头113个14外径千分尺025mm、2550mm把各15公法线千分尺2550mm把16游标卡尺0150mm把17万能角度尺把18角度样板把19车刀90车刀，45 车刀，切槽刀，30梯形螺纹车刀把各110中心钻A2个111紫