学习任务十七椭圆配合件的加工

1、牡丹江技师学院机械工程系学习任务十七 椭圆配合件加工学习目标 能够了解梯形螺纹加工的特点并掌握梯形螺纹加工方法。 能够掌握利用宏程序加工综合件的方法。 能够掌握控制配合件形位公差和尺寸公差的方法。相关知识1、梯形螺纹的参数梯形螺纹的轴向剖面形状是一个等腰梯形，一般作传动用，精度高；如车床上的长丝杠和中小滑板的丝杠等。国家标准规定梯形螺纹的牙型角为30°。其主要参数如下表。30°梯形螺纹（以下简称梯形螺纹）的代号用字母“Tr”及公称直径×螺距表示，单位均为mm。左旋螺纹需在尺寸规格之后加注“LH”，右旋则不注出。例如Tr36×6等。 图 18-1 梯 形

2、螺 纹 的 牙 形表18-1 梯形螺纹的参数及计算名 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acP1556121444ac025051外螺纹大径d公称直径中径d2d2= d-0.5 P小径d3d3= d-2 h3牙高h3h3=0.5 P+ac内螺纹大径D4D4= d+2ac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-0.536 ac2、螺纹的一般技术要求（1）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。（2）车梯形螺纹必须保证中径尺寸公差。（3）螺纹的牙形角要正确

3、。（4）螺纹两侧面表面粗糙度值要低。3、车刀的装夹（1）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）同时应和工件轴线平行。（2）刀头的角平分线要垂直与工件的轴线。用样板找正装夹，以免产生螺纹半角误差。如右图。（3）要考虑螺旋升角的影响 车削右旋螺纹时，车刀左侧的刃磨后角等于工作后角加上螺旋升角，右侧的刃磨后角等于工作后角减去螺旋升角。车刀的左侧前角会变大，右侧前角变小。可以将车刀法向安装，或在车刀的两刀刃上刃磨较大的前角，使切削省力，并排屑顺利。4、螺纹进刀方式（1）递减方式 每次进给量逐渐减小。根据牙形深度，从相对大的初始值（0.20.35mm），到最后逐渐减小（0.0

4、90.2mm），直到最后完成。（2）稳定进刀方式 每次进给量相等。切削厚度固定，可以优化切屑形式，一般初始值为0.080.12mm。最后一刀至少0.08mm。这种方式可以得到较好的切屑控制和较高的刀具寿命，比较适用于新机床。5、梯形螺纹的公差梯形螺纹的公差是在普通螺纹公差的基础上建立起来的，梯形螺纹的公差带位置应符合下面规定。内螺纹的大径、中径和小径的公差带位置为H ，基本偏差为EI为零；外螺纹中径的公差带位置为e 和c ，基本偏差es为负，大径和小径的公差带位置h ，其基本偏差es为零。梯形螺纹的公差等级应符合以下规定，外螺纹中径和小径应取相同的公差等级。梯形螺纹的优选公差带如下表所示。公差

5、精度内螺纹旋合长度外螺纹旋合长度 N L N L中 等 7H 8H 7e 8e粗 糙 8H 9H 8c 9c6、梯形螺纹标记完整的螺纹标记应包括螺纹特征代号、尺寸代号、公差带代号、旋合长度代号。例如， Tr36×12(P6)-7H/7e 表示公称直径为36，导程为12，公差带为7H的双线内螺纹与公差带为7e的双线外螺纹相配合。公差值的计算可查相关表格。工作任务 下面我们一起来完成下图零件的编程加工 图18-1 椭 圆 配 合 件 装 配 图图18-2 椭圆配合件件1加工任务图 图18-3 椭圆配合件件2加工任务图任务准备1、加工工艺分析1）图样分析（1）尺寸精度分析 如图所示，在装配

6、图中，有总长度要求108.3+0.1 -0.1mm，间隙要求1+0.03 -0.03mm，主要通过以下措施来保证。 严格控制件1和件2 的长度尺寸。 在装夹时要精确找正，保证端面与轴线垂直。 总长度可以通过配合后修配件2的长度来保证。 间隙尺寸可以通过两锥面的配作来保证。先加工内锥再加工外锥，以内锥检测外锥。在零件图中，锥面的尺寸一定要精确保证，在修配时，可以通过刀偏中的磨耗变化来反复修配，以保证锥面的配合接触面和配合间隙。在零件图18-2中，梯形螺纹的大径、中径、小径需要计算，图18-3中的椭圆长度需要计算，右端面的直径需要计算。查表得到螺纹的公差分别为：中径的基本偏差es=-0.118，大

7、径和小径的基本偏差为零，大径、中径、小径的公差值分别为0.375、0.335、0.537 。梯形螺纹的大径、中径、小径的尺寸分别为：d = 400 -0.375 、d2 = 37-0.118 -0.453 、d3 = 330 -0.537 。椭圆的长度为34.64mm。右端面直径为13.266mm。（2）行位精度分析 图18-1中，椭圆配合后轮廓度公差要求为0.05mm ，应采用两顶尖装夹方式进行精加工，并且要选用精度较高的刀具，一定要精确进行刀尖圆弧半径补偿。（3）表面粗糙度分析 两锥面和椭圆表面的粗糙度都要求Ra值小于1.6m，其余表面也要求Ra值在3.2m以下。主要靠合适的刀具、合理的切

8、削用量和正确的工艺路线来保证。2）制定加工方案 （1）零件2的加工方案 下料50×51mm，车椭圆部分到49mm，粗精加工内孔部分到尺寸，掉头夹住49mm部分，车削24及R12圆弧部分并留余量。（2）零件1的加工方案 下料50×80mm，车削椭圆部分到49mm，切槽到尺寸，梯形螺纹部分车削到尺寸，掉头夹住49mm部分，车削锥面部分并留余量，与内圆锥反复修配，保证锥面接触面积和要求的间隙值，并保证总长尺寸。（3）两件配合后，用两顶尖装夹，粗精车椭圆部分。（4）填写数控加工工艺卡牡丹江技师学院数控实训中心数控加工工艺卡片产品代号零件名称零件图号综合件图18-1,2,3,4工艺序

9、号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间 5O0181-0185三爪卡盘CKA6132工步号工 步 内 容刀具号刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/min.背吃刀量mm1手动车削件2左端面，打中心孔，钻孔30T010193°外圆粗车刀30钻头800300150500.52粗车件2椭圆部分外形T010193°外圆粗车刀80015013粗车件2内锥部分T0202内孔车刀7001500.54精车件2内锥部分T0202内孔车刀10001000.15粗车件224及R12圆弧，并打中心孔T010193°外圆粗车刀80015016粗车件1椭圆部分，螺纹大径T010193

10、76;外圆粗车刀80015017精车件1椭圆部分，螺纹大径T010193°外圆粗车刀15001500.18切槽到尺寸T0202切槽刀6006049车外螺纹T0303梯形螺纹车刀40024000.210粗车锥面部分T010193°外圆粗车刀800150111精车锥面部分T040493°外圆精车刀15001500.112粗加工椭圆外形T010135°外圆粗车刀8001500.513精加工椭圆外形T020235°外圆精车刀12001200.1编制审核批准年 月 日2、程序示例O0181N10 T0101N20 G00 X51 Z1 M03 S800N

11、30 G90 X49 Z-30 F150 粗车件2椭圆部分外形N40 G00 X100 Z200N50 T0202 S700N60 G00 G41 X28 Z1N70 G71 U1 R0.5N80 G71 P90 Q130 U-0.2 W0.1 F150 粗车件2内锥部分N90 G00 X35.9 N100 G01 Z0N110 X32 Z-19.5 内锥轮廓轨迹N120 Z-21.5N130 X28N140 G70 P90 Q130 S1000 F100 精车件2内锥部分N150 G00 G40 X100 Z200N160 M30O0182N10 T0101N20 G00 G42 X51 Z

12、1 M03 S800N30 G71 U1 R0.5 N40 G71 P50 Q90 U0.2 W0.1 F150 粗车件2右端外形N50 G00 X13.266N60 G01 Z0N70 G03 X24 Z-10 件2右端轮廓轨迹N80 G01 Z-14.86N90 X51N100 G70 P50 Q90 S1500 F150 精车件2右端外形N110 G00 G40 X100 Z100N120 M30O0183N10 T0101N20 G00 X51 Z1 M03 S800N30 G71 U1 R0.5N40 G71 P50 Q90 U0.2 W0.1 F150N50 G00 X32 N60

13、 G01 Z0N70 X39.8 Z-2.31 粗精加工件1左端外径 N80 Z-40N90 X51N100 G70 P50 Q90 S1500 F150N110 G00 X100 Z100N120 T0202N130 G00 X51 Z-40 S600N140 G01 X32 F60N150 X51N160 Z-36.5 加工件1左端的槽及倒角N170 X32N180 X51N190 Z-34N200 X40 W2.31N210 G00 X100 Z100N220 T0303N230 G00 X41 Z15 S400N240 G76 P021030 Q50 R0.1 加工梯形螺纹N250 G

14、76 X32.5 Z-35 P3500 Q100N260 G00 X100 Z100N270 M30O0184N10 T0101N20 G00 G42 X51 Z1 M03 S800N30 G71 U1 R0.5N40 G71 P50 Q80 U0.2 W0.1 F150 粗加工外锥面N50 G00 X32 N60 G01 Z0 外锥轮廓轨迹N70 X36.1 Z-20.5N80 X51N90 G00 G40 X100 Z100N100 T0404N110 G00 G42 X51 Z1 N120 G70 P50 Q80 S1500 F150 精加工外锥面N130 G00 G40 X100 Z1

15、00N140 M30O0185N10 T0101N20 G00 G42 X51 Z-12 M03 S800N30 G73 U13 R26N40 G73 P50 Q130 U0.2 F150 粗加工椭圆轮廓N50 G00 X25N60 G01 X24 Z-14.86N70 #1=34.64 椭圆Z向初值N80 #2=SQRT5760.36*#1*#1 计算X值 椭圆的N90 G01 X2*#2 Z#1-49.5 直线拟合车椭圆 轮廓轨迹N100 #1=#10.1 Z向步距N110 IF#1 GE -18 GOTO 80 判断Z向终点N120 G01 W-1N130 X51N140 G00 G40

16、 X200 N150 T0202N160 G00 G42 X51 Z-12N170 G70 P50 Q130 S1200 F120 精加工椭圆轮廓N180 G00 G40 X200 N190 M30任务实施程序校验（用图形显示功能）、自动加工。加工注意事项（1）梯形螺纹车刀两侧副切削刃应平直，否则工件牙型角不正；精车时刀刃应保持锋利，保证螺纹两侧表面粗糙度低。（2）调整小滑板的松紧，以防车削时车刀移位。（3）鸡心夹头或对分夹头应夹紧工件，否则车梯形螺纹时工件容易产生移位而损坏。（4）工件在精车前，最好重新修正顶尖孔，以保证同轴度。（5）注意换刀点的位置，避免刀具与尾座发生碰撞。任务测评分析零件

17、加工质量及其原因。 梯形螺纹加工误差分析问题现象产生原因预防和消除措施螺纹尺寸超差1刀具角度不准确2螺距不正确3程序错误4工件尺寸计算错误1调整或重新设定刀具参数2转速过高或滚珠丝杠有间隙3检查、修改程序4正确计算工件尺寸螺纹表面粗糙度差1安装刀具高于中心2切屑缠绕工件表面3刀具磨损4切削液选择不合理1调整刀具中心高度2选择合理的进刀方式和切深3及时更换刀具或刀片4正确选择切削液加工时扎刀致工件报废1进给量过大2工件安装不合理3刀具三面刃同时切削1降低进给速度2检查工件安装，增加刚性3检查刀具角度是否干涉，及时修正巩固提高1、梯形螺纹的技术要求一般有哪些？2、梯形螺纹车刀的刃磨和安装应注意哪些问题？3、你认为梯形螺纹加工过程中应注意哪些问题？4、Tr40×12(P3) 8H/9eLH 表示什么？5、编程加工下面工件。图18-4 椭圆配合练习件组装图 图18-5 椭圆配合练习件1 图18-6 椭圆配合练习件2表182 图184 椭圆配合件加工练习件评分表班级 姓名 工件编号 得分检查项目序号技术要求配分评分标准检测记录得分工件加工1外圆38尺寸正确2超差0.1mm以上，每多超0.01mm扣1分2外圆40尺寸正确23外圆30尺寸正确34配合后100+0.1 -0.1合格10