第五章车螺纹和蜗杆

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：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Tr15º锯齿形螺纹B30º3º三角形螺纹M30º§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。细牙螺纹较粗牙螺纹牙型高度小，相同公称直径时，细牙普通螺纹比粗牙普通螺纹的螺距小，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M10LH-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2M20×1–6H7H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。温故知新1.螺纹的基本要素？2.说出螺纹标记含义：M16LHM20×1.53.哪几种螺纹的牙型是三角形？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。§5-2车三角形螺纹

普通螺纹的牙型§5-2车三角形螺纹一、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，细牙普通螺纹牙型角：60°§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

α

α=60°螺纹大径

d

D

d=D螺纹中径

d2

D2d2=D2=d-0.6495P牙型高度

h1h1=0.5413P螺纹小径

d1

D1d1=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1in（25.4mm）中的牙数n表示，如1in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1in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。

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。§5-2车三角形螺纹二、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P<2.5P>2.5P>2.5§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。

进给量和螺距变换手柄螺纹种类和丝杠、光杠变换手柄进给量和螺距变换手轮§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αα=0°牙型高度h1h1=0.5p+ac外螺纹大径d公称直径外螺纹小径d1d1=d-2h1外螺纹槽宽bb=0.5p+(0.02～0.04)外螺纹牙宽aa=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=3.15mmd1=d-2h1=30mm-2×3.15mm=23.7mmb=0.5P+(0.02～0.04)=0.5×6mm+0.03mm=3.03mma=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＞12mm：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P≤8mm粗车P≤8mm精车P>8mmP≤8mmP>8mm§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（α=20°）和英制蜗杆（α=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