课题三 精密梯形螺纹车削

课题三精密梯形螺纹车削学习目标了解梯形螺纹的牙型特点、精度要求、影响加工精度和表面粗糙度的主要因素。合理选择梯形螺纹车刀的几何角度，并能正确地刃磨与安装。正确安装和校正梯形螺纹工件。掌握车削较高精度梯形螺纹时提高车床传动精度的方法。合理选择车削梯形螺纹的切削用量。掌握车削梯形螺纹的方法。掌握梯形螺纹的检测方法。具有分析梯形螺纹加工质量的能力。一、基础知识1．影响螺纹加工精度和表面粗糙度的主要因素（1）螺纹车刀刀刃的形状必须与工件螺纹的牙形相吻合。（2）机床-刀具-工件组成的工艺系统尺寸链中，必须以被加工工件尺寸为封闭环组成尺寸封闭系统，如图3.1所示。图3.1工艺系统尺寸链（3）机床—刀具—工件组成的工艺系统运动链必须以被加工工件尺寸为封闭环组成运动封闭系统。2．梯形螺纹的牙型特点及其精度3．精密梯形外螺纹的车削（1）车削工序的安排（2）工件的装夹①两顶尖间安装②一夹一顶安装（3）粗车螺纹①梯形螺纹粗车刀②粗车的方法图3.3硬质合金梯形（右旋）螺纹粗车刀图3.4粗车螺纹切削图形a．直槽法b．左右切削法（4）半精车螺纹为使精车余量留得恰当，应考虑以下几个因素。①根据工艺系统运动链，机床母丝杠的积累误差会给工件带来误差。②车削时工件温度与机床母丝杠温度之间的温度差而影响工件螺距积累误差的变化所需精车留量为T2。③螺纹牙型角不准和牙形歪斜产生的误差所需精车留量为T3。④其他误差所需精车留量T4。（5）精车螺纹

①梯形螺纹精车刀。

②梯形螺纹车刀的安装。梯形螺纹表面是阿基米德螺旋线，而轴向轮廓是直线。图3.5牙型角产生的误差

图3.6带卷屑槽的梯形螺纹精车刀图3.8螺纹车刀的安装位置③精车螺纹对机床的要求。车削精密丝杠一般应在高精度丝杠车床上进行。利用普通车床车削精密丝杠必须对机床加以改装，以提高工艺系统尺寸链和工艺系统运动链各个环节的精度，减少直接反应到工件上的误差。图3.11螺纹车刀安装时对刀的几种方法a．车床母丝杠的精度至少应高于工件精度一级，如果低于工件精度等级则应更换高一级的丝杠或在机床上安装校正机构来补偿运动链误差。b．为提高机床传动精度，应配制高精度（六级以上）的交换齿轮，以减少齿轮的周节积累误差，提高工艺系统运动链精度。c．调整车床主轴和母丝杠的轴向间隙，减少甚至消除轴向窜动直接反映在工件上的周期性误差。d．修刮、调整溜板与导轨间的配合精度，使溜板移动轻快，轻重一致。调整好开合螺母，使之对丝杠抱合适中，使溜板移动平稳。④精车螺纹的切削用量。⑤精车螺纹时的车削方法。a．直进刀法。b．左右进刀法。c．螺纹底径的修整与倒角。⑥精车螺纹切削液的选用。图3.12梯形螺纹左右进刀法（6）梯形外螺纹的检测。①螺距的测量。a．单个螺距误差的测量。b．螺距积累误差的测量。图3.13单个螺距测量工具

1—丝杠2—固定测头3—活动测头4—测微仪图3.14用螺距规测量螺距积累误差

1、5—测头2、3—V形块4—测微仪②梯形螺纹中径的测量。丝杠梯形螺纹中径测量可以用三针法测量，也可以用工具显微镜测量，但在生产现场主要使用三针法测量，有时也可用单针法测量。a．三针法测量螺纹中径。所选钢针的直径，最好能使其与螺纹牙槽的切点恰好在中径线上，如图3.15所示，称为“最佳三针”直径，其计算公式如下所示。图3.15用三针测量法测量螺纹中径

b．单针法测量螺纹中径。如图3.18所示是用单针法测量螺纹中径，它只需使用一根测量针，测量方法比较简便，其计算公式如下。式中A—单针测量时千分尺上测得的尺寸（mm）；

d—螺纹大径的实际尺寸（mm）；

M—三针测量值（mm）。图3.18用单针法测量螺纹中径4．精密梯形内螺纹的车削（1）梯形内螺纹车刀。（2）梯形内螺纹车刀的安装。（3）梯形内螺纹的车削方法。（4）梯形内螺纹的检验。图3.19梯形内螺纹车刀①以内孔为基准（见图3.22）。②以外圆为基准如图3.23所示，以内螺纹的外圆为基准，将被测内螺纹工件放在测量平板上。图3.21车削梯形螺母

图3.22以内孔为基准测量内螺纹中径图3.23以外圆为基准测量内螺纹中径二、精密梯形螺纹车削实例练习【练习3.1】梯形螺纹丝杠车削在单件小批生产条件下加工，如图3.24所示。图3.24梯形螺纹丝杠1．工艺分析（1）单个螺距允差为0.012mm。（2）中径圆度允差为0.012mm。（3）中径尺寸变动量为0.016mm/全长（在同一轴向截面内测量）。（4）中径跳动允差为0.06mm。（5）牙形半角允差为20

。（6）中径为mm；大径mm；小径mm。2．车削加工工艺及步骤（1）下料。（2）粗车。①车端面，打中心孔B4。②粗车外圆，将大径mm车至mm，长40mm。③调头车端面，保证全长为580mm，打中心孔B3。（3）校直。两顶尖间检查，全长弯曲误差≤0.5mm。（4）粗车。①三爪卡盘夹持已车过的外圆部分，活顶尖支持另一端，粗车至mmmm，长43mm，注意保证长535～537mm；②工件调头，夹持处，活顶尖支持另一端，车大径mm至mm。（5）热处理。调质T235并校直，校直时压高点，外圆跳动≤0.3mm。（6）半精车。①钻大端中心孔C3，钻孔攻丝M5深16mm，并研修60°锥面，保证表面粗糙度值Ra0.8；②研修另一端中心孔，保证表面粗糙度值Ra0.8；③三爪夹持mm一端，活顶尖为后支承，车mm至mm，保证长53mm；④调头装夹同上，并上三爪跟刀架，车削

mm至mm，两端倒角15°；⑤用T15硬质合金30°牙形角梯形螺纹车刀加冷却液，高速粗车Tr28

3-8中径mm至mm。（7）热处理。①校直。②低温人工时效。③用M5螺钉拧入螺孔，缠上铁丝将工件吊挂3日以上。（8）精车。①工件装夹。②后尾座调整。③精车外圆mm。④精车外圆mm装上三爪跟刀架，采用低速大走刀车细长轴的车刀和车削方法，加植物油润滑，反向进给精车丝杠大径至图样要求。⑤精车梯形螺纹。（9）铣。（10）钳。（11）车。【练习3.2】加工如图3.25所示的车床丝杠，生产类型为小批生产。图3.25车床丝杠1．工艺分析2．车削加工工艺及步骤（1）下料。45钢35

1

405mm。（2）钳。校直，全长弯度偏差≤1.5mm。（3）热处理。（4）粗车。①车端面，保证总长1

403mm，两端打中心孔B4。②粗车外圆全长30mm至33mm。（5）钳。（6）热处理。（7）半精车。①两顶尖安装，装上三爪跟刀架，加切削液润滑，车丝杠大径至30mm，表面粗糙度Ra12.5。②车两端200.007mm和20mm至20mm，表面粗糙度Ra12.5，倒角两处。③车沟槽2mm

1mm三处，车螺纹退刀槽22

11mm和22

14两处并倒角15°。④用宽度为2mm的切槽刀车Tr30

6梯形螺纹小径至23.5mm。⑤粗车梯形螺纹，粗车刀（牙形角29°，前角15°，后角8°）按左右车削法粗车牙槽两侧，尺寸控制用三针法测量（三针直径3.177mm）测量值M=32.9～34.2mm。（8）钳。（9）热处理。（10）粗磨。①粗磨梯形螺纹大径至30mm，表面粗糙度Ra3.2。②粗磨200.007mm和20mm两处至20mm，表面粗糙度Ra1.6。（11）半精车梯形螺纹。（12）钳。校直，两顶尖安装检查，砸凹点，外圆跳动误差≤0.08mm。（13）热处理。低温时效，两顶尖安装检查，外圆跳动误差≤0.10mm。（14）粗磨。①修研两端中心孔，保证表面粗糙度Ra0.4，两顶尖间旋转工件用百分表检查，两端外圆跳动≤0.02mm。②精磨梯形螺纹大径30mm至图样尺寸，表面粗糙度Ra1.6，外圆跳动误差≤0.08mm。③精磨两端外圆200.007mm和20mm至图样尺寸，表面粗糙度Ra1.6。（15）精车梯形螺纹。①两顶尖安装，使用三爪跟刀架支持工件。②使用带有双卷屑槽的梯形螺纹精车刀（高速钢），采用对刀样板、万能量角器或百分表对刀，精确安装好刀具。③切削用量。切削速度v=1m/min，吃刀深度p=0.05mm。④切削液采用植物油。⑤车削方法采用左右车削法分别车削牙槽两侧至梯形螺纹中径尺寸27mm，表面粗糙度Ra1.6。⑥尺寸控制，采用三针法测量（三针直径3.177mm），测量值M

=

31.256mm

=

31mm。（16）钳。钻铰锥销孔5mm，装配时配作。三、车梯形螺纹容易产生的问题及注意事项（1）梯形螺纹精车刀两侧刀刃必须刃磨平直、锋利，安装必须正确，车刀重磨后必须重新校正，否则会出现如下情况。（2