1、 掌握梯形、矩形、锯齿形螺纹及蜗杆各部分尺寸的计算；螺纹与蜗杆车刀的选择；车削与测量螺纹、蜗杆的方法。目目 录录一、螺纹升角对车刀角度的影响二、梯形螺纹的车削及测量方法三、矩形螺纹的车削四、锯齿形螺纹的车削二、车蜗杆时交换齿轮的计算三、蜗杆车刀四、蜗杆的车削方法五、蜗杆的测量训练2 梯形螺母的加工训练5 蜗杆轴的加工1.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夹角称为螺纹升角，见图3-1。螺纹升角可按下式计算式中 导程(mm)；螺纹中径(mm)。hP2d图31 螺纹升角2tanh/Pd图3-2 螺纹升角对车刀工作角度的影响2.螺纹升角对车刀角度的影响(1)车刀两侧后
2、角的变化，如图32。(2)车刀两侧前角的变化fLfR(35)(35)feLfLfeRfR2.梯形螺纹车刀1)高速钢梯形螺纹车刀。高速钢梯形螺纹粗车刀，图3-5所示为高速钢梯形螺纹粗车刀，其刀具特点：具有较大的背前角，便于排屑；刀具两侧后角小，有一定的刚性，适用于粗车丝杠及螺距不大的梯形螺纹。高速钢梯形螺纹精车刀车刀几何形状见图36。刀具特点：车刀前面沿两侧切削刃磨有R2R3mm的分屑槽，并磨有较大的前角()、使切屑排出顺利。o1520图36 高速钢梯形螺纹精车刀图35 高速钢梯形螺纹粗车刀2)硬质合金梯形螺纹车刀。硬质合金梯形螺纹车刀，见图37。刀具特点：车刀前角 ，两侧切削刃后角磨有0.40
3、.5mm的切削刃带，增强了刀头的强度。双圆弧硬质合金梯形螺纹车刀，见图38。刀具特点：在车刀前面磨出两个R7mm的圆弧，使背前角增大，切削轻快，不易引起振动；两侧切削刃磨出-3-5的倒棱，刀具在AA剖面内为屋脊形。o0图38 双圆弧硬质合金梯形螺纹车刀图37 硬质合金梯形螺纹车刀3.梯形螺纹的车削方法(1)低速切削法 在低速切削螺距较小(P4mm)的梯形螺纹时，可用一把梯形螺纹车刀，并用少量的左右进给直接车削成形。在粗车螺距P4mm的梯形螺纹时，可采用以下几种方法：1)左右切削法(图3-10a)。粗车螺距P8mm的梯形螺纹，常用这种切削方法。2)切直槽法(图3-10b)。粗车时，可先用矩形螺纹
4、车刀(刀头宽度应等于齿根槽宽W)，车出螺旋直槽，槽底直径应等于螺纹的小径，然后用梯形螺纹车刀精车齿面。3)切阶梯槽法(图3-10c)。对于粗车螺距P8mm的梯形螺纹时，可先用刀头宽度小于P/2的矩形螺纹车刀，用车直槽法将螺纹车至螺纹的中径处，再用刀头宽度等于齿根槽宽(W)的矩形螺纹车刀把槽车至螺纹的小径尺寸。然后用带卷屑槽的精车刀将齿面车削至要求。图310低速车削梯形螺纹方法a)左右切削法 b)切直槽法 c)切阶梯槽法(2)高速车削方法 在车削P8mm的梯形螺纹时，可用直进法车削(图311a)。在车削P8mm的梯形螺纹时，可分别用三把车刀依次车削(图311b)。图311 高速车削梯形螺纹方法a
5、)用一把刀车削 b)用三把刀车削4.梯形螺纹的测量(1)三针测量法 测量方法见图314。图314 三针测量梯形螺纹中径1)量针测量距计算公式式中 M量针测量距(mm);螺纹中径(mm)；量针直径(mm)；螺纹牙型角()；P螺距(mm)。Dd2d2)量针直径计算公式/2 cos(/2)DdP211/sin(/2)/2cot(/2)DMddP(2)单针测量法 见图316。式中 A单针测量值(mm)；螺纹大径的实际尺寸(mm)；M三针测量值(mm)。0d图316 单针测量法()/2DAMd(1)矩形螺纹车刀的几何形状见图320。图320 矩形螺纹车刀 车削螺距P4mm的矩形螺纹，一般不分粗、精车，用
6、直进法以一把车刀切削完成。车削螺距在48mm的螺纹时，先用粗车刀以直进法粗车，两侧各留0.20.4mm余量，再用精车刀采用直进法精车(图322a)。车削螺距较大(P8mm)的矩形螺纹时，粗车一般用直进法，精车用左右切削法(图322b)。2.矩形螺纹车刀3.矩形螺纹的车削方法图322 矩形螺纹车削方法a)直进法 b)左右切削法 牙型的一侧面与轴线垂直面的夹角为30，另一侧面的夹角为3。图324是常用的车削锯齿形外螺纹的车刀。2.锯齿形螺纹的车削方法图324 锯齿形外螺纹车刀 车蜗杆时的交换齿轮计算方法与车削一般螺纹时相同，其计算公式为1、蜗杆粗车刀，见图328。式中 蜗杆导程(mm)；丝杠螺距(
7、mm)。zpP丝2、蜗杆精车刀，见图329。图329 蜗杆精车刀图328 蜗杆粗车刀11234/()/zxipPzmPzzzz丝丝 米制蜗杆的齿形分轴向直廓(阿基米德螺纹，ZA蜗杆)和法向直廓(ZN蜗杆)两种，如图330所示。装刀时，若将蜗杆车刀左右切削刃组成的平面与工件轴线重合，这样加工出来的蜗杆为轴向直廓蜗杆，其齿形在蜗杆轴平面内为直线，法平面内为曲线，在端平面内为阿基米德螺旋线，因此又称阿基米德蜗杆，见图330a。若将车刀左右切削刃组成的平面垂直于齿面，则加工出来的蜗杆为法向直廓蜗杆，其齿形在蜗杆齿部的法平面内为直线，在蜗杆轴平面内为曲线，见图330b。1.车刀的装夹对蜗杆齿形的影响图3
8、30 蜗杆车刀的装夹对齿形的影响a)轴向直廓蜗杆 b)法向直廓蜗杆(1)粗车蜗杆齿形 1)左右切削法，见图332a。2)切槽法，见图332b。3)分层切削法，见图332c。2.蜗杆的车削方法图332 粗车蜗杆方法a)左右切削法 b)切槽法 c)分层切削法 车削双头蜗杆时，主要是解决分头方法，车双头蜗杆的分头方法如下：(1)用四爪单动卡盘分头 当工件在两顶尖间装夹时，可用四爪单动卡盘对双头蜗杆分头。分头时，只需把后顶尖松开，将工件连同夹头转180，顶好后顶尖，由对面的一个卡爪拨动工件，即可车削另一条齿槽。(2)用交换齿轮分头 当车床交换齿轮，齿数是偶数时，就可以在交换齿轮上进行分头(图334)。
9、当车好第一条齿槽后，分头时，在交换齿轮 上用粉图334 用交换齿轮分头车削双头蜗杆1、2、3记号3.双头蜗杆的车削方法笔作好二等分记号1、2(设主轴到 的传动比为1)。随后把 齿轮与 齿轮脱开，用手动使卡盘转180，使记号1的那一个齿转到原来2的位置上，并跟 上的记号3处啮合，就可以车削另一条齿槽。1z1z1z2z1z2z(3)用小滑板刻度分头 先把小滑板导轨校准到与主轴轴线平行。在车好第一条齿槽后，利用小滑板刻度，使车刀沿轴向移动的距离等于一个轴向齿距，即可车削另一条齿槽。小滑板刻度转过的格数K可用下式计算，即好第一条齿槽后，将磁性表座装于床鞍上，使百分表触头与小滑板接触，并把百分表指针调节
10、到零位，移动小滑板，百分表指示的读数就是小滑板移动的距离。式中 蜗杆轴向齿距(mm)；小滑板刻度盘每格移动的距离(mm)。xpS(4)用百分表分头 对精度要求较高的双头蜗杆，可利用百分表控制小滑板的移动距离(见图335)。当车图335 用百分表分头车削双头蜗杆/xKpS(5)用量块分头，对于轴向模数较大的双头蜗杆，可用量块控制小滑板移动距离，达到分头的目的，见图336。图336 用量块分头车削双头蜗杆1固定挡块 2量块 3触头 其方法是在床鞍和小滑板上各装置一个固定挡铁1和触头3及量块2，当车第一条螺旋槽时，小滑板的触头与挡铁之间放入厚度等于两倍轴向齿距()的量块。当车好第一条齿槽后，移动小滑
11、板，调一块厚度为一个轴向齿距的量块()、垫在1和3触头之间，这是车刀就向左移动了一个轴向齿距，即可车削另一条齿槽。2xpxp(1)量针测量距的计算 公式如下：1.三针测量法式中 M量针测量距(mm);分度圆直径(mm)；量针直径(mm)；齿形角()；轴向齿距(mm)。Dd1dxp(2)量针直径的选择 量针直径 ：Dd1(11/sin)(/2)cotDxMddp/2 cosDxdp图337 齿厚测量法1齿高卡尺 2齿厚卡尺2.测量齿厚 测量精度要求不高的蜗杆时，可采用齿厚游标卡尺测量(图337)。测得的读数是蜗杆在分度圆直径 处的法向齿厚。1d 齿厚游标卡尺由互相垂直的齿高卡尺1与齿厚卡尺2组成
12、(图337a)。测量时，将齿高卡尺读数调整到齿顶高，法向卡入齿廓，由于卡尺的测量面在测量时必须与蜗杆的牙侧平行(图337b)。所以此时测量的是法向齿厚。训练2 梯形螺母的加工 如图343所示梯形螺母。每批加工数量12件。毛坯为铸件，材料为铸造锡青铜(牌号：ZCuSnloPbl)。1.阅读分析图样图3-43 梯形螺母2.制订加工工艺1)车削梯形内螺纹前应先划线，如图344所示。2)装夹梯形内螺纹车刀时，应使用对刀样板装正车刀，如图345所示。3)精车齿形时，选择切削速度 ，背吃刀量 。5)梯形螺母的加工顺序安排如下：刨六面及R20mm圆弧划Tr225LH螺孔轴线车内螺纹Tr225LH。p0.02
13、0.1am5m/mincv 图3-44 划出螺孔轴线及距离尺寸线图3-45 用对刀样板装夹内螺纹车刀3.工件的定位与夹紧 车削Tr225LH内螺纹时，装夹在四爪单动卡盘上车削。装夹与找正方法如下：1)夹住工件长度2530mm，并在卡爪与工件之间垫两层砂布(注意砂粒面不能与工件表面接触)。将划线盘装在中滑板上，并调整划针与尾座顶尖轴线等高，然后移动床鞍及中滑板按图346所示方法找正工件水平轴线及垂直轴线。2)将百分表装夹于方刀架，使测量头接触底平面A，先找正平面横向呈水平位置，然后左、右移动床鞍找底平面与主轴轴线平行，使百分表指针读数在0.05mm之内。3)重复步骤1)、2)，并夹紧工件，确保螺
14、孔轴线与底平面保持平行度要求及距离尺寸。图3-46 找正螺孔轴线的方法4.选择刀具 选用整体式内螺纹车刀，车刀的几何形状及主要角度见图347。选用C6140型卧式车床。5.选择设备图3-47 梯形内螺纹车刀 梯形螺母的机械加工过程见表320。(续)(1)螺母与丝杠互配后的轴向间隙的检验 测量时，将螺母旋到丝杠上，并把丝杠装夹于两顶尖间，使百分表测头接触螺母的端面(如图348所示)，左右轴向推动螺母，百分表指针摆动值不大于0.1mm即为合格。图3-48 轴向间隙的测量（2）Tr225LH轴线对底平面A的平行度误差0.08mm的检验 测量时，仍将丝杠和螺母装夹在两顶尖间，使百分表测头接触底平面A，
15、如图349所示，先找正底平面横向水平位置(必要时可用调节支承支撑螺母，以防止螺母水平位置走动)。然后移动床鞍，使百分表测头从a点移动到b点，百分表指针的最大、最小读数之差不大于0.08mm即为合格。图3-49 平行度误差的测量训练5 蜗杆轴的加工 加工如图367所示蜗杆轴。加工数量为12件，材料为40Cr钢，毛坯种类为热轧圆钢，毛坯尺寸为65mm310mm。1.阅读分析图样图3-67 蜗杆轴1)蜗杆类型为法向直廓蜗杆，车削时，应把车刀左右切削刃组成的平面垂直于齿面装夹，可使用图331所示的按导程角调节的刀杆将车刀倾斜。2)车齿槽时，可采用切槽法车削，为了提高切削效率，可先用较宽的直槽车刀车至分
16、度圆直径(图368a)，再用等于齿根槽宽的直槽刀车至齿根圆直径(图368b)，最后用精车刀车至图样要求(图368c)。2.制订加工工艺图3-68 用切槽法车削蜗杆a)用宽直槽刀车削b)用齿根槽宽直槽刀车削 c)精车蜗杆齿面图3-31 可根据导程角调节的刀杆1-刀头体 2-刀杆 3-螺杆3)蜗杆轴向齿距为(9.4250.03)mm，精度比较高，分头方法可采用百分表分头法。4)齿面粗糙度值为 ，要求较高，精车两侧齿面时，取切削速度 ；背吃刀量 。5)精车蜗杆齿面时，切削液可选用乳化液冷却与润滑。6)由于蜗杆左端直径较小，为了不降低工件装夹刚性，因此先粗车蜗杆齿形后，再车外圆25K6，20mm，18
17、mm(14mm14mm四方头)。7)由于第一条齿槽车好后，还不能测量法向齿厚，所以可将齿厚偏差换算成量针测量距偏差来控制齿厚。8)由于外圆35f7、30f7、225k6及蜗杆齿顶圆直径的表面粗糙度值及精度要求比较高，工艺安排磨削加工。p0.020.04am5m/mincv 1.6aRm9)蜗杆轴的加工顺序安排如下：热处理调质车端面、钻中心孔一端夹住、一端顶住粗车各级外圆及蜗杆齿顶圆直径调头车端面、钻中心孔车另一端外圆35mm35mm粗车蜗杆齿面车外圆20mm20mm及18mm18mm铣槽及四方面精车蜗杆齿面外磨各级外圆及蜗杆齿顶圆直径洗清、涂油3.工件的定位与夹紧 由于主要外圆轴线及蜗杆齿顶圆
18、直径对两端中心孔的径向圆跳动要求较高，精加工时，装夹于两顶尖间；粗车时，采用一端夹住，一端用活顶尖顶住。4.选择刀具 蜗杆精车刀可参照图329刃磨。选用CA6140型卧式车床。5.选择设备图329 蜗杆精车刀 蜗杆轴的机械加工过程见表322。表322 蜗杆轴的机械加工过程注意：装刀时，必须把车刀左右切削刃组成的平面垂直于齿面，否则齿形会不符图样要求。(1)法向齿厚()mm的检验 可用齿厚游标卡尺测量。测量时，把齿高游标尺读数调整到齿顶高尺寸(等于模数 )，将齿厚游标尺法向卡入齿廓，调节微调螺钉，使两卡爪测量面轻轻接触齿面，量得的读数在4.364.415mm范围内即合格。(2)齿顶圆直径对两端中
19、心孔公共轴线径向圆跳动误差0.032mm的检验 测量时，将工件装夹在车床两顶尖间，用两顶尖模似公共基准轴线，把百分表装夹在方刀架上，使百分表触头接触齿顶圆直径，同时按导程 将开合螺母闭合，使百分表按螺旋线进给。在工件回转一周过程中，百分表读数最大值与最小值之差即为单个测量截面上的径向圆跳动。按此方法测量若干截面，所测得的径向圆跳动值不得大于0.032mm。0.2100.2654.6253xmmm1zxpzm(3)齿距偏差(9.4250.03)mm的检验 可用图3-69所示的表座测量。测量时，将V形量具骑跨于蜗杆1上，使量具上的固定测头2接触齿侧的一面，百分表测头接触相邻齿距相对应的另一齿侧面(
20、近分度圆直径处)，并调整百分表指针到零位，如此逐牙测量，百分表指针摆动量不大于0.03mm即为符合图样要求。图3-69 测量轴向齿距偏差a)测量表座 b)测量轴向齿距偏差1蜗杆 2固定测头 3百分表 4V形量具(4)车制蜗杆时误差分析 1)轴向齿距不准确 交换齿轮或手柄位置调整错误。丝杠窜动。床鞍移动时，手柄运转不均匀。车削双头蜗杆时，分头不准确；小滑板移动方向与主轴轴线不平行，使小滑板实际移动距离小于齿距。2)齿形角不准确 车刀刀尖角刃磨不正确。车刀装得歪斜。3)法向齿厚超差 没有及时测量，或测量不正确。背吃刀量太大。用三针测量时，计算错误。4)齿面粗糙度值达不到要求 车刀切削刃刃磨粗糙。车
21、刀磨损。切削用量选择不当。精车余量太少。1.螺纹车刀背前角0时，对螺纹牙型有什么影响?怎样修正?2.车削Tr488梯形螺纹，计算 、及。3.螺纹升角对车刀两侧后角会产生什么变化?怎样确定两侧后角刃磨时的角度值?4.车削螺纹时，对车刀的两侧前角有什么变化?如何改进?5.车削Tr528外螺纹时，试绘出螺纹精车刀的几何形状并注上各部分尺寸及角度值。6.双圆弧硬质合金梯形螺纹车刀有什么特点?7.低速车削P4mm的梯形螺纹时，可采用哪几种方法?8.查表确定Tr488-7C梯形螺纹大径 、中径 、小径 的公差及上、下偏差。9.用三针测量Tr406-8e的梯形螺纹，求量针直径 及量针测量距M及其公差。10.
22、车削矩4812外螺纹时，试绘出螺纹精车刀的几何形并注上尺寸及角度值。11.锯齿形螺纹有什么特点?车削时应注意些什么?12.已知蜗杆的直径系数q=12，轴向模数 =2.5mm，齿形角20，求蜗杆的分度圆直径 、全齿高h、轴向齿距 、法向齿厚 。2d3h1DfW2dd3dDd1dxmxpns13.车床丝杠螺距P12mm，车削模数 =3mm的蜗杆，求交换齿轮。14.常用的蜗杆齿形有哪两种?如何根据蜗杆的齿形选用适当的装刀方法?15.粗车蜗杆有哪几种方法?16.已知车床小滑板丝杠螺距P4mm，刻度盘分100格，车削轴向模数 =3mm的双头蜗杆，如果用小滑板分头时，小滑板应转几格?17.对蜗杆粗车刀有什么要求?18.对蜗杆精车刀有什么要求?19.梯形螺纹的完整标记由哪些内容组成。并分别写出下列螺纹标记含义：Tr407LH-7H/7e及Tr3212(P6)-8e-L。20.锯齿形螺纹的完整标记由哪些内容组成?试举一例说明。21.用齿厚游标卡尺测量蜗杆的法向齿厚时，齿高卡尺应调整到什么尺寸?法向齿厚应如何计算?在测量时应注意些什么?22.车削齿形角20的蜗杆，图样上标注齿厚及偏差 ，为提高测量精度，现需改用三针测量，求量针测量值及偏差。0.220.304.64nsmmxmxm
