第五章车螺纹和蜗杆

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,车工工艺学,第五章 车螺纹和蜗杆,第五章 车螺纹和蜗杆,5-1,螺纹基础知识,5-2,车三角形螺纹,5-3,车矩形螺纹、梯形螺纹,5-4,车蜗杆,教学目的和要求,掌握各种螺纹和米制蜗杆的代号、规格以及各部分尺寸的计算方法。了解车螺纹时交换齿轮的变换方法。,能合理选择螺纹和蜗杆车刀的几何参数，掌握其装刀方法和车削方法。,重点和难点,重点：普通螺纹各部分尺寸计算、普通螺纹车刀的几何形状。,难点是车刀角度和车削方法。,5-1,螺纹基础知识,知识目标,1.,掌握螺纹的基本要素和标记。,2.,了解螺纹的种类。,5-1,螺纹基础知识,螺纹实物,5-1,螺纹基础知识,一、螺纹的基本要素,牙型：是在通过螺纹轴线剖面上的螺纹轮廓形状。,矩形螺纹,梯形螺纹,Tr,15,锯齿形螺纹,B,30,3,三角形螺纹,M,30,5-1,螺纹基础知识,1.,牙型角,相邻两牙侧的夹角。,2.,牙型高度,牙顶到牙底在垂直于螺纹轴线方向上的距离。,a,）内螺纹,b,）外螺纹,a,）内螺纹,b,）外螺纹,5-1,螺纹基础知识,3.,螺纹大径,（,d,，,D,）,4.,螺纹小径,（,）,5.,螺纹中径,（,，,）,6.,螺纹公称直径,螺纹大径尺寸。,7.,螺距,P,相邻两牙在中径线上对应点间的轴向距离。,5-1,螺纹基础知识,8.,导程,导程是指同一条螺纹线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。,单线螺纹 多线螺纹,9.,螺纹升角,在中径圆柱或中径圆锥上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角称为螺纹升角。,螺旋线,螺纹升角,5-1,螺纹基础知识,补充：旋向,顺时针旋转时旋入的螺纹称为,右旋螺纹,逆时针旋转时旋入的螺纹称为,左旋螺纹,5-1,螺纹基础知识,二、螺纹的分类,普通螺纹,紧固螺纹（三角形） 小螺纹,（公称直径范围,0.3,1.4mm,）,英制螺纹,55非密封管螺纹,管螺纹 （三角形） 55密封管螺纹,60密封管螺纹,螺纹 米制锥螺纹,梯形螺纹,传动螺纹 锯齿形螺纹,矩形螺纹,圆螺纹,专门用途螺纹,粗牙普通螺纹,细牙普通螺纹,5-1,螺纹基础知识,三、螺纹的标记,普通螺纹分,粗牙普通螺纹,和,细牙普通螺纹,。细牙普通螺纹多用于精密零件和薄壁零件上。,在螺纹的标记中，细牙普通螺纹的螺距必须注出，而粗牙普通螺纹的螺距一般不标注。右旋螺纹不标注，左旋螺纹要求标注。,常用螺纹的标记详见课本表,5-1,。,5-1,螺纹基础知识,M 10 LH - 6g - L,粗牙普通螺纹,粗牙普通螺纹,公称直径,左旋,中径和顶径公差,长旋合长度,例,1,5-1,螺纹基础知识,例,2,M 20,1,6H 7H,粗牙普通螺纹,细牙普通螺纹,公称直径,中径公差,顶径公差,螺距,5-2,车三角形螺纹,知识目标,1.,掌握三角形螺纹的尺寸计算和车削方法。,2.,合理选择螺纹车刀的几何参数。,5-2,车三角形螺纹,普通螺纹、英制螺纹和管螺纹的牙型都是三角形，所以统称为三角形螺纹。,一、三角形螺纹的尺寸计算,1.,普通螺纹的牙型和尺寸计算,普通螺纹是应用最广泛的一种三角形纹。,种类：,粗牙普通螺纹（,螺距不直接标注,）,细牙普通螺纹（,螺距直接标注,）,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。,5-2,车三角形螺纹,普通螺纹的牙型如图,a,）所示，牙型角为,60,。,其基本要素的计算公式见表,1,a,）普通螺纹的牙型,5-2,车三角形螺纹,基本参数,外螺纹,内螺纹,计算公式,牙型角,=60,螺纹大径,d,D,d=D,螺纹中径,d2,D2,d2=,D2,=d-0.6495P,牙型高度,h1,h1=0.5413P,螺纹小径,d1,D1,d1=,D1,=d-1.0825P,表,1,普通螺纹基本要素的计算公式,5-2,车三角形螺纹,2.,英制螺纹,牙型角：,55,（,美制螺纹为,60,）,公称直径：,指内螺纹的大径，用,in,表示,。,螺距,P,：,以,1 in,（,25.4mm,）中的牙数,n,表示，如,1 in,中有,12,牙，则螺距为,1/12in,。,英制螺距与米制螺距的换算如下：,英制螺纹,1 in,内牙数及各基本要素的尺寸，可从有关手册中查出,。,在我国设计新产品时不使用英制螺纹，只有在某些进口设备中和维修旧设备时应用。,5-2,车三角形螺纹,3,、管螺纹,管螺纹：是在管子上加工的特殊的细牙螺纹，其使用范围仅次于普通螺纹。,牙型角：,55,、,60,。,种类：,55,非密封管螺纹,55,密封管螺纹,60,密封管螺纹,米制锥螺纹（使用不普遍）,管螺纹的牙型和应用见课本表,5-7,。,5-2,车三角形螺纹,1,、刀尖角,种类：,=60,（可车削普通套螺纹、,60,密封管螺纹和米制锥螺纹）,=55,（可车削英制螺纹、,55,非密封管螺纹和,55,密封管螺纹）,下面以刀尖角,=60,的三角形螺纹车刀为例进行介绍。,二、三角形螺纹车刀,5-2,车三角形螺纹,2,、三角形外螺纹车刀,（,1,）高速钢三角形外螺纹车刀 其形状如课本图,5-11,所示。为了车削顺利，粗车刀应选用较大的背前角（,p=15,）。为了获得较正确的牙型，精车刀应选用较小的背前角（,p=6,10,）。,（,2,）硬质合金三角形外螺纹车刀,硬质合金三角形外螺纹车刀的几何形状如课本图,5,12,所示，在车削较大螺距（,P,2mm,）以及材料硬度较高的螺纹时，在车刀两侧切削刃上磨出宽度为,b1=0.2,0.4mm,的倒棱。,5-2,车三角形螺纹,3,、三角形内螺纹车刀,（,1,）高速钢三角形内螺纹车刀（,见课本图,5-13,）,（,2,）硬质合金内螺纹车刀（,见课本图,5-14,）,特点：内螺纹车刀除了其刀刃几何形状应具有 外螺纹车刀的几何形状特点外，还应具有内孔车刀的特点。,三、三角形螺纹的车削方法,1,、低速车削,车刀选择：高速钢螺纹车刀,（,粗车刀、精车刀）,特点：精度高、表面粗糙度值小，但效率低。,5-2,车三角形螺纹,车削方法：,直进法、斜进法、左右切削法。,示图,方法,直进法,斜进法,左右切削法,加工,特点,容易产生扎刀，但是能够获得正确的牙型角。,不易扎刀，用斜进法粗车后，必须用左右法精车。,不易产生扎刀，但小滑板的左右移动量不宜太大。,适用场合,P2.5,P2.5,5-2,车三角形螺纹,2,、高速车削,车刀选择：硬质合金车刀,切削速度：提高,15,20,倍,车削方法,:,直进法车削,特点：提高生产率，在工厂中已被广泛采用。,注意：车削螺纹前的外圆直径应比螺纹大径小些。当螺距为,1.5,3.5mm,时，车削螺纹前的外径一般可以减少,0.2,0.4mm,。,5-2,车三角形螺纹,四、车内螺纹前孔径的确定,车三角形内螺纹时，因车刀切削时的挤压作用，内孔直径（螺纹小径）会缩小，在车削塑性金属时尤为明显，所以车削内螺纹前的孔径,D,孔应比内螺纹小径,D1,的基本尺寸略大些。车削普通内螺纹前的孔径可用下列近似公式计算：,车削塑性金属的内螺纹时：,D,孔,D-P,车削脆性金属的内螺纹时：,D,孔,D-1.05P,式中,D,孔,车内螺纹前的孔径（,mm,）；,D,内螺纹的大径（,mm,）；,P,螺距（,mm,）。,5-2,车三角形螺纹,五、车削三角形螺纹时切削用量的选择,1,、车削三角形螺纹时的切削用量,切削速度、背吃刀量,。（详见课本表,5-10,）,2,、车削三角形螺纹时切削用量的选择原则,（,1,）工件材料 加工塑性金属时，切削用量应相应增大；加工脆性金属时，切削用量应相应减小。,（,2,）加工性质 粗车螺纹时，切削用量可选得较大；精车时切削用量宜选小些。,5-2,车三角形螺纹,（,3,）螺纹车刀的刚度 车外螺纹时，切削用量可选得较大；车内螺纹时，刀柄刚度较低，切削用量宜取小些。,（,4,）进刀方式 直进刀法车削时，切削用量可取小些；斜进刀法和左右切削法车削时，切削用量可取大些。,2.,预防乱牙的方法 常用的预防乱呀的方法是开到顺车。,六、车螺纹时乱牙的预防,1.,产生乱牙的原因 当丝杠转一转时，工件未转过整数转是产生乱牙的主要原因 。,5-3,车矩形螺纹、梯形螺纹,知识目标,1.,掌握矩形螺纹基本要素的尺寸计算。,2.,了解矩形螺纹的车削方法。,5-3,车矩形螺纹、梯形螺纹,矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形是应用很广泛的传动螺纹，其工作长度较长，精度要求较高，而且导程和螺纹升角较大，所以要比车削三角形螺纹困难,一、矩形螺纹、梯形螺纹的基本要素计算,1.,矩形螺纹基本要素的尺寸计算,矩形螺纹也称方牙螺纹，是一种非标准螺纹。因此，在零件图上的标记为,“,矩形公称直径,螺距,”,，如：矩形,40,6,。矩形螺纹的牙型如下图所示，各基本要素计算公式见表,2,。,5-3,车矩形螺纹、梯形螺纹,基本要素,符号,计算公式,牙型角,=0,牙型高度,h1,h1=0.5p+ac,外螺纹大径,d,公称直径,外螺纹小径,d1,d1=d-2h1,外螺纹槽宽,b,b=0.5p+(0.02,0.04),外螺纹牙宽,a,a=P-b,牙顶间隙,=0.1,0.2,表,2,矩形螺纹各基本要素的计算公式,矩形螺纹的牙型,5-3,车矩形螺纹、梯形螺纹,例：车削矩形,30,6,的丝杠，求矩形螺纹基本要素的尺寸。,解：已知螺纹的公称直径为,d=30mm,，螺距,P=6mm,，取,=0.15mm,。根据表,2,中的公式,h1=0.5P+ =3mm+0.15mm=3.15mm,d1=d-2h1=30mm-2,3.15mm=23.7mm,b=0.5P+(0.02,0.04),=0.5,6mm+0.03mm=3.03mm,a=P-b=6mm-3.03mm=2.97mm,5-3,车矩形螺纹、梯形螺纹,2.,梯形螺纹的尺寸计算,种类：,米制螺纹、,英制螺纹。,牙型角：,30,梯形螺纹的牙型,5-3,车矩形螺纹、梯形螺纹,梯形螺纹基本要素的名称、代号及计算公式,5-3,车矩形螺纹、梯形螺纹,二、矩形螺纹车刀,1.,矩形螺纹车刀,矩形螺纹车刀与车槽刀十分相似，其几何形状如右图所示。,5-3,车矩形螺纹、梯形螺纹,刃磨矩形螺纹车刀应注意以下问题：,（,1,）精车刀的主切削刃宽度直接决定着螺纹的牙槽宽，其主切削刃宽度,b=0.5P+(0.02,0.04)mm,。,（,2,）为了使刀头有足够的强度，刀头长度,L,不宜过长，一般取,L=0.5P+(2,4)mm,。,（,3,）矩形螺纹的螺纹升角一般都比较大，刃磨两侧后角时必须考虑螺纹升角的影响。,（,4,）为了减少螺纹牙侧的表面粗糙度，在精车刀的两侧面切削刃上应磨有,b=0.3,0.5mm,修光刃。,5-3,车矩形螺纹、梯形螺纹,2.,梯形螺纹车刀,（,1,）高速钢梯形外螺纹粗车刀,车刀刀尖角应小于螺纹牙型角,30,，为了便于左右切削并留有精车余量，刀头宽度小于牙槽底宽,W,。,高速钢梯形外螺纹粗车刀,5-3,车矩形螺纹、梯形螺纹,（,2,）高速钢梯形外螺纹精车刀,车刀背前角,p=0,车刀刀尖角等于牙型角，为了保证两侧切削刃切削顺利，都磨有较大前角（,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。,高速钢梯形外螺纹精车刀,5-3,车矩形螺纹、梯形螺纹,（,3,）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。（见课本图,5-20,）,高速车削螺纹时，由于三个切削刃同时切削，切削力较大，易引起振动；并且当刀具前面为平面时，切屑呈带状排出，操作很不安全。为此，可在前面上磨出两个圆弧，见课本图,5,21,。,5-3,车矩形螺纹、梯形螺纹,（,4,）梯形内螺纹车刀,梯形内螺纹车刀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,。,梯形内螺纹车刀,5-3,车矩形螺纹、梯形螺纹,三、矩形螺纹、梯形螺纹的车削方法,1.,矩形螺纹的车削方法,方法：低速车削。,P,4mm,：,用直进法,不分粗、精车，,使用一把车刀车削完成。,P=4,12mm,：,先用直进法粗车，两侧各留,0.2,0.4mm,的余量，再用精车刀采用直进法精车。（见课本图,5,23a,）,P,12 mm,：,粗车时用刀头宽度较小的矩形螺纹车刀采用直进法切削，精车时用两把类似左右偏刀的精车刀，分别精车螺纹的两侧面（见课本图,5,23b,）。但是，在车削过程中，要严格控制牙槽宽度。,5-3,车矩形螺纹、梯形螺纹,2.,梯形螺纹的车削方法,车削方法,低速车削法,高速车削法,进刀方法,左右车削法,车直槽法,车阶梯槽法,直进法,车直槽法和车阶梯槽法,图示,适用场合,P8mm,粗车,P8mm,精车,P8mm,P8mm,P8mm,5-4,车蜗杆,知识目标,1.,掌握蜗杆的基本要素及米制蜗杆的车削方法。,2.,了解蜗杆的齿形。,5-4,车蜗杆,蜗杆和蜗轮组成的蜗杆副常用于减速传动机构中，以传递两轴在空间成,90,的交错运动。,5-4,车蜗杆,蜗杆一般可分为米制蜗（,=20,）和英制蜗杆（,=14.5,）两种。本书仅介绍我国常用的米制蜗杆的车削方法。,一、蜗杆基本要素及尺寸计算,蜗杆基本要素的名称、代号及计算公式见表,3,。,5-4,车蜗杆,表,3,蜗杆基本要素的尺寸计算,5-4,车蜗杆,表,3,蜗杆基本要素的尺寸计算,5-4,车蜗杆,二、蜗杆的齿形,蜗杆的齿形是指蜗杆齿廓形状。常见蜗杆的齿形有轴向直廓蜗杆和法向直廓蜗杆两种。,1,、轴向直廓蜗杆（,ZA,蜗杆）,又称为阿基米德蜗杆。,2,、法向直廓蜗杆（,ZN,蜗杆,),又称为延伸渐开线蜗杆。,机械中最常用的是阿基米德蜗杆（即轴向直廓蜗杆），这种蜗杆的加工比较简单。若图样上没有特别标明蜗杆的齿形，则均为轴向直廓蜗杆。,5-4,车蜗杆,三、车蜗杆时的车刀与装刀方法,蜗杆车刀与梯形螺纹车刀相似，但,蜗杆车刀两侧切削刃之间的夹角应磨成,两倍齿形角。,在装夹蜗杆车刀时，必须,根据不同的蜗杆齿形采用不同的装刀方,法。,5-4,车蜗杆,2,、垂直装刀法,车削法向直廓蜗杆时，必须使车刀两侧切削刃组成的平面与蜗杆齿面垂直，这种装刀方法称为垂直装刀法，见课本图,5,23b,所示。,1,、水平装刀法,精车轴向直廓蜗杆时，为了保证齿形正确，必须使蜗杆车刀两侧切削刃组成的平面与蜗杆轴线在同一水平面内，这种装刀法称为水平装刀法，见课本图,5,26a,。车轴向直廓蜗杆时，用水平装刀法。,5-4,车蜗杆,由于蜗杆的导程角比较大，为了改善切削条件和达到垂直装刀法的要求，可采用右图所示的可回转刀柄。刀柄头部可相对于刀柄回转一个所需的导程角，头部旋转后用两只紧固螺钉紧固。这种刀柄开有弹性槽，车削时不易产生扎刀现象。,可回转刀柄,1-,头部,2-,刀柄,3-,紧固螺钉,5-4,车蜗杆,用水平装刀法车削蜗杆时，由于其,中一侧切削刃的前角变得很小，切削不,顺利，所以在粗车轴向直廓蜗杆时，也,常采用垂直装刀法。,