第三章 螺纹零件加工 任务一 螺纹基础知识 第一节 螺纹基础知识
【学习任务】
1、 掌握螺纹的要素、标记。 2、 掌握螺纹的种类、用途。 3、 掌握螺纹参数的计算方法。
一、螺纹概述
1.螺纹的基本要素（图3-1）
1）牙 形 通过螺纹轴线剖面上的螺纹轮廓形状。
2）大径(D) 也叫公称直径，是外螺纹牙顶或内螺纹牙底所在的圆柱面的直径。
3）螺距(P) 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。在数值上等于相邻牙顶间的轴向距离。
4）导程(Ph) 同一螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。对于单线螺纹来说导程和螺距相等。
5）线数(n) 形成螺纹的螺旋线的条数。 6）旋 向 螺旋线的旋转方向。
图3-1螺纹参数
2.螺纹的类型
1）螺纹按照螺旋线数目可分为单线螺纹和多线螺纹，沿一条螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹；沿两条或两条以上螺旋线形成的螺纹，该螺旋线在轴向等距分布，称为多线螺纹（如图3-2）。
图3-2螺纹的线数
2）螺纹按照旋向可分为右旋螺纹和左旋螺纹。顺时针旋转时旋入的螺纹称右旋螺纹；逆时针旋转时旋入的螺纹称左旋螺纹（如图3-3）。
左旋螺纹 右旋螺纹
图3-3螺纹的旋向
3）螺纹按齿的形状不同可分为三角螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。（如图3-4）
图3-4螺纹的齿形
螺纹的分类、标记和用途，详细见下表格3-1 表3-1螺纹的分类、标记和用途
螺纹种类 代号 牙形角 标记举例 M16LH-6g-L 普通螺纹 粗牙 M 60° M-普通螺纹 16-公称直径（大径Ф16） LH-旋向（右旋不做标记） 6g-中径和顶径公差带代号 L-旋和长度（L-长S-短，不标为中等旋和长度） 连接紧固 用途
M16×1-5g6g M-普通螺纹 16-公称直径（大径Ф16） 细牙 ×1-螺距是1mm(粗牙不标螺距) 右旋（旋向未标表示右旋螺纹） 5g-中径公差带代号 6g-顶径公差带代号 中等旋和长度 管螺纹 G 55° 60° （非本项目主要内容详情请查阅国家标准） Tr36×12（6P）-7H Tr-梯形螺纹 梯形螺纹 Tr 30° 36-公称直径36mm ×12（6P）-螺距6 mm,导程12mm 7H-中径公差带代号 右旋、双线、中等旋和长度 矩形40×8 矩形螺纹 0° 40-公称直径40mm ×8-螺距8 mm B40×8-7A 锯齿形 螺纹 B-锯齿形螺纹 B 33° 40-公称直径40mm ×8-螺距8 mm 7A-公差带代号 单向传递动力 双向传递动力 双向传递动力 管子连接 3.螺纹参数计算
表3-2普通螺纹基本要素的计算公式
基本参数 牙型角 外螺纹 α 内螺纹 计算公式 α=60°
螺纹大径 （公称直径）/mm 螺纹中径/mm 牙型高度/mm 螺纹小径 d d2 h1 d1 D D2 d = D d2 = D2 = d-0.6495P h1 = 0.5413P D1 d1 = D1 = d - 1.0825P 二、技能训练
1.认识各种不同类型的螺纹。 2.解释以下螺纹代号的含义： M24×3-5g-6g-L: Tr42×12（6P）-7H: M36×3LH—6H—S: 3.任务测评
计算表3-3中螺纹各参数尺寸： 表3-3
螺纹代号 螺纹中径mm 螺纹小径mm 牙型高度mm （25分） （25分） （25分） 螺距mm （25分） 得分 M8×1.25 M10×1.5 M12×1.75 M16×2 M18×2.5 三、注意事项
内、外三角螺纹的各参数代号及其区别。特别需要注意内、外三角螺纹的中径计算方法及其小径计算方法，以方便车削时的进刀深度的控制。
第二节 三角螺纹车削方法
【学习任务】
1、 掌握正确安装三角形螺纹车刀的方法。 2、 掌握三角形螺纹车削的方法和步骤。 3、 牢记车削三角形螺纹时的注意事项。
一、三角螺纹车削方法 1.准备工作
1）安装螺纹车刀时，车刀的刀尖角等于螺纹牙型角α=60o，其前角γo=0o才能保证工件螺纹的牙型角，否则牙型角将产生误差。只有粗加工时或螺纹精度要求不高时，其前角可取 γo=5o～20o。安装螺纹车刀时刀尖对准工件中心，并用样板对刀，以保证刀尖角的角平分线与工件的轴线相垂直，车出的牙型角才不会偏斜。如图3-5所示。
图3-5 螺纹车刀几何角度与用样板对刀
2）按螺纹规格车螺纹外圆，并按所需长度刻出螺纹长度终止线。先将螺纹外径车至尺寸，然后用刀尖在工件上的螺纹终止处刻一条微可见线，以它作为车螺纹的退刀标记。
3）根据工件的螺距P，查机床上的标牌，然后调整进给箱上手柄位置及配换挂轮箱齿轮的齿数以获得所需要的工件螺距。
4）确定主轴转速。初学者应将车床主轴转速调到最低速。 2.车螺纹的方法和步骤
1）确定车螺纹切削深度的起始位置，将中滑板刻度调到零位，开车，使刀尖轻微接触工件表面，然后迅速将中滑板刻度调至零位，以便于进刀记数。
2）试切第一条螺旋线并检查螺距。将床鞍摇至离工件端面8~10牙处，横向进刀0.05左右。开车，合上开合螺母，在工件表面车出一条螺旋线，至螺纹终止线处退出车刀，开反车把车刀退到工件右端；停车，用钢尺检查螺距是否正确。如图3-6（a、b、c）所示。
3）用刻度盘调整背吃刀量，开车切削，如下图3-6（d ）。螺纹的总背吃刀量ap与螺距的关系按经验公式ap≈0.65P，次的背吃刀量约0.1左右。
4）车刀将至终点时，应做好退刀停车准备，先快速退出车刀，然后开反车退出刀架。如图3-6（e）。
5）再次横向进刀，继续切削至车出正确的牙型如图3-6（f）。 加工螺纹时可以不加工螺纹退刀槽，但必须保证后一次车削要小于等于前次车削长度，否则后次车削吃刀太深容易崩刀。低速车削螺纹，最好用高速钢车刀，转速小于100r/min。熟练以后可以采用高速车削螺纹，高速车削螺纹表面光洁，效率高，可以采用硬质合金刀具。建议初学者不要使用。加工外螺纹前圆柱直径通常小于螺纹公称直径0.1～0.3mm；加工内螺纹前，塑性材料内孔直径DD-1.05P。
孔
≈D-P。脆性材料内孔直径D
孔
≈
图3-6 螺纹切削方法与步骤
图3-7内外螺纹通止规
二、技能训练
1.三角螺纹车刀的安装操作训练。 2.三角螺纹加工操作步骤训练。 3.技能训练（如图3-8）。
加工零件图中三角形外螺纹M12×1.5 长度24mm。 4. 实习工、量具（表3-4）
名称 90°车刀 外螺纹车刀 内螺纹车刀 切断刀 钢直尺 游标卡尺 内外螺纹通规 内外螺纹止规 规格 硬质合金 高速钢 高速钢 硬质合金 150mm 0.02mm M12×1.5 M12×1.5 数目 1把 1把 1把 1把 1把 一把 各1支 各1支 要求 磨制完成 磨制完成 磨制完成 磨制完成 精度符合要求 精度符合要求 精度符合要求 精度符合要求 5.加工步骤： 1）外螺纹车削
（1） 车削螺纹大径至φ11.8mm； （2） 倒角1.5×45°，切退刀槽；
（3） 调整机床转速36r/min，螺距1.5mm，接通丝杠； （4） 安装刀具，角度要正确； （5） 装夹工件，车削螺纹； （6） 用通、止规检验是否合格。 2）内螺纹车削
（1） 加工内孔直径至φ10.5mm；
（2） 倒角1.5×45°；
（3） 调整机床转速36r/min，螺距1.5mm，接通丝杠； （4） 安装刀具，角度要正确； （5） 装夹工件，车削；
（6） 然后用通、止规测量是否合格。 6.任务测评表3-5
项目 外螺纹 内螺纹 螺纹大径mm 螺纹中径mm 螺纹牙型mm （25分） （25分） （25分） 螺距mm （25分） 得分 三、注意事项
1.注意和消除拖板的“空行程”：若小拖板存在空行程，则车削螺纹过程中，由于受到切削力轴向分力，可使小拖板轴向“窜动”，预防方法是，车削螺纹之前，将小拖板向主轴箱方向旋紧，消除空行程。
2.避免“乱扣”。当第一条螺旋线车好以后，第二次进刀后车削，刀尖不在原来的螺旋线(螺旋桩)中，而是偏左或偏右，甚至车在牙顶中间，将螺纹车乱这个现象就叫做“乱扣”预防乱扣的方法是采用倒顺(正反)车法车削。在用左右切削法车削螺纹时小拖板移动距离不要过大，若车削途中刀具损坏需重新换刀或者无意提起开合螺母时，应注意及时对刀。
3.对刀：对刀前首先要安装好螺纹车刀，然后按下开合螺母，开正车(注意应该是空走刀)停车，移动中、小拖板使刀尖准确落入原来的螺旋糟中(注意不能移动大拖板)，同时根据所在螺旋槽中的位置重新做中拖板进
刀的记号，再将车刀退出，开倒车，将车退至螺纹头部，再进刀......。对刀时一定要注意是正转对刀。
4.借刀：借刀就是螺纹车削定深度后，将小拖板向前或向后移动一点距离再进行车削，借刀时注意小拖板移动距离不能过大，以免将牙槽车宽造成“乱扣”。
5.使用两顶尖装夹方法车螺纹时，工件卸下后再重新车削时，应该先对刀，后车削以免“乱扣”
6.安全注意事项：
1) 车螺纹前先检查好所有手柄是否处于车螺纹位置，防止盲目开车； 2) 车螺纹时要思想集中，双手操作，动作迅速，反应灵敏； 3) 用高速钢车刀车螺纹时，车床转速不能太快，以免刀具磨损； 4) 要防止车刀或者是刀架、拖板与卡盘、床尾相撞；
5) 通规检测时，应将车刀退离工件，防止车刀将手划破，不要开车旋紧或者退出通规；
6) 刚加工的螺纹非常锋利，不能用手去摸或用棉纱去擦。
第三节 攻丝与套丝
【学习任务】
1、了解钳工加工普通三角螺纹的方法。 2、掌握攻丝的方法和步骤。 3、掌握套丝的方法和步骤。
常用的三角螺纹工件，其螺纹除采用机械加工外，还可以用钳工加工方法中的攻螺纹和套螺纹来获得。攻螺纹（亦称攻丝）是用丝锥（图3-9）
配以铰杠（图3-10）在工件内圆柱面上加工出内螺纹；套螺纹（或称套丝、套扣）是用板牙（图3-11）在圆柱杆上加工外螺纹。
图3-9丝锥 图3-10铰杠 图3-11板牙 一、攻螺纹 1.丝锥及铰扛 1）丝锥
丝锥是用来加工较小直径内螺纹的成形刀具，一般选用合金工具钢9SiGr制成，并经热处理制成。通常M6～M24的丝锥一套为两支，称头锥、二锥；M6以下及M24以上一套有三支、即头锥、二锥和三锥。
每个丝锥都有工作部分和柄部组成。工作部分是由切削部分和校准部分组成。轴向有几条（一般是三条或四条）容屑槽，相应地形成几瓣刀刃（切削刃）和前角。切削部分（即不完整的牙齿部分）是切削螺纹的重要部分，常磨成圆锥形，以便使切削负荷分配在几个刀齿上。头锥的锥角小些，有5～7个牙；二锥的锥角大些，有3～4个牙。校准部分具有完整的牙齿，用于修光螺纹和引导丝锥沿轴向运动。柄部有方头，其作用是与铰扛相配合并传递扭矩。
2）铰杠
铰扛是用来夹持丝锥的工具，常用的是可调式铰扛。旋转手柄即可调节方孔的大小，以便夹持不同尺寸的丝锥。铰扛长度应根据丝锥尺寸大小
进行选择，以便控制攻螺纹时的扭矩，防止丝锥因施力不当而扭断。
2.攻螺纹前钻底孔直径和深度的确定以及孔口的倒角 1）底孔直径的确定
丝锥在攻螺纹的过程中，切削刃主要是切削金属，但还有挤压金属的作用，因而造成金属凸起并向牙尖流动的现象，所以攻螺纹前，钻削的孔径（即底孔）应大于螺纹内径。底孔的直径可查手册或按下面的经验公式计算：
脆性材料（铸铁、青铜等）：钻孔直径d0=d(螺纹外径)-1.1p（螺距） 塑性材料（钢、紫铜等）：钻孔直径d0=d(螺纹外径)-p（螺距） 2）钻孔深度的确定
攻盲孔（不通孔）的螺纹时，因丝锥不能攻到底，所以孔的深度要大于螺纹的长度，盲孔的深度可按下面的公式计算：
孔的深度=所需螺纹的深度+0.7d 3）孔口倒角
攻螺纹前要在钻孔的孔口进行倒角，以利于丝锥的定位和切入。倒角的深度大于螺纹的螺距。
二、套螺纹 1.板牙和板牙架 1）板牙
板牙是加工外螺纹的刀具，用合金工具钢9SiGr制成，并经热处理淬硬。其外形像一个圆螺母，只是上面钻有3～4个排屑孔，并形成刀刃。
板牙由切屑部分、定位部分和排屑孔组成。圆板牙螺孔的两端有40°
的锥度部分，是板牙的切削部分。定位部分起修光作用。板牙的外圆有一条深槽和四个锥坑，锥坑用于定位和紧固板牙。
2）板牙架
板牙架是用来夹持板牙、传递扭矩的工具。不同外径的板牙应选用不同的板牙架。
2.套螺纹前圆杆直径的确定和倒角 1）圆杆直径的确定
与攻螺纹相同，套螺纹时有切削作用，也有挤压金属的作用。故套螺纹前必须检查圆桩直径。圆杆直径应稍小于螺纹的公称尺寸，圆杆直径可查表或按经验公式计算。
经验公式：圆杆直径=螺纹外径d-(0.13～0.2)螺距p 2）圆杆端部的倒角
套螺纹前圆杆端部应倒角，使板牙容易对准工件中心，同时也容易切入。倒角长度应大于一个螺距，斜角为15°～30°。
三、技能训练
加工图3-8中M12×1.5普通三角形螺纹，各参数达到尺寸要求。并保证配合后轴向间隙不大于0.2mm。
四、注意事项
1.攻螺纹的操作要点及注意事项
1）根据工件上螺纹孔的规格，正确选择丝锥，先头锥后二锥，不可颠倒使用。
2）工件装夹时，要使孔中心垂直于钳口，防止螺纹攻歪。
3）用头锥攻螺纹时，先旋入1～2圈后，要检查丝锥是否与孔端面垂直（可目测或直角尺在互相垂直的两个方向检查）。当切削部分已切入工件后，每转1～2圈应反转1/4圈，以便切屑断落；同时不能再施加压力（即只转动不加压），以免丝锥崩牙或攻出的螺纹齿较瘦。
4）攻钢件上的内螺纹，要加机油润滑，可使螺纹光洁、省力和延长丝锥使用寿命；攻铸铁上的内螺纹可不加润滑剂，或者加煤油；攻铝及铝合金、紫铜上的内螺纹，可加乳化液。
5）不要用嘴直接吹切屑，以防切屑飞入眼内。 2.套螺纹的操作要点和注意事项
1）每次套螺纹前应将板牙排屑槽内及螺纹内的切屑清除干净； 2）套螺纹前要检查圆杆直径大小和端部倒角；
3）套螺纹时切削扭矩很大，易损坏圆杆的已加工面，所以应使用硬木制的V型槽衬垫或用厚铜板作保护片来夹持工件。工件伸出钳口的长度，在不影响螺纹要求长度的前提下，应尽量短。
4）套螺纹时，板牙端面应与圆杆垂直，操作时用力要均匀。开始转动板牙时，要稍加压力，套人3～4牙后，可只转动而不加压，并经常反转，以便断屑。
5）在钢制圆杆上套螺纹时要加机油润滑。
第四节 三角螺纹质量分析
【学习任务】
1、 掌握螺纹废品的产生原因。
2、 掌握产生废品的预防措施。
3、能够根据实际情况分析螺纹质量产生问题的原因。 4、 掌握出现错误的分析步骤，知道如何预防。
一、螺纹质量分析 表3-6螺纹加工质量分析
废品类型 牙形不正确 产生原因 预防措施 1、车刀刃磨不正确，角度不1、重新刃磨或更换车刀 对 2、车刀安装不正确，偏斜 3、车刀磨损 2、重新装夹，使用样板对刀 3、合理选择切削用量，修磨车刀 1、经常测量，切入到位 2、正确使用刻度盘 1、重新调整机床 中径不正确 1、车刀切入深度不够 2、刻度盘使用不当 螺距不正确 1、机床调整不正确 2、传动系统间隙过大，手柄2、调整机床传动系统间隙和位置不准确 手柄位置 3、车削过程中开合螺母自动3、螺母磨损，修复或可以挂重抬起 大径不一致1、工件伸出太长，挠度大 （大头） 表面粗糙 2、吃刀太深 1、刀具刚度不够引起振动 2、有积屑瘤 物防止 1、减小工件伸长量或加顶尖 2、合理选择切削参数 1、减小刀杆伸长量使用粗刀杆 3、工件刚度低，切削量太大 2、使用高速钢车刀时降低转4、高速切削时最后一刀太小速 拉毛工件或切削拉毛工件 3、减小切削量 4、高速切削螺纹，最后一刀切削量应大于0.1mm.并垂直排屑。
二、技能训练
根据所学知识，分组对本组已加工螺纹进行分析。并重新加工M12×1.5螺纹至合格。
三、任务测评
1、车削螺纹中产生表面粗糙度值过大的原因及其预防措施是什么？ 2、车削螺纹中产生牙形不正确的原因及其预防措施是什么？ 3、车削螺纹中产生螺距误差的原因及其预防措施是什么？ 四、注意事项
车削螺纹前，需将以上产生误差的预防措施，逐步依次检查过后再开动机床加工。问题分析虽是单独列出，但加工之前要确保各要素都达标之后，才能加工出合格的产品。
第四节 梯形螺纹车削
【学习任务】
1、 掌握梯形螺纹的车削方法
2、 能够加工和分析加工过程中出现的质量为题并能解决问题 3、 能够根据实际情况分析螺纹质量产生问题的原因 4、 掌握车削合格螺纹的要领
5、 掌握出现错误的分析步骤，知道如何预防
梯形螺纹较之三角螺纹，其螺距和牙型都大，而且精度高，牙型两侧面表面粗糙度值较小，致使梯形螺纹车削时，吃刀深，走刀快，切削余量大，切削抗力大。这就导致了梯形螺纹的车削加工难度较大，学生在车工技能培训中难于掌握，容易产生扎刀现象，进而使学生对此产生紧张和畏
惧的心理。在多年的车工实习教学中，通过不断的摸索、总结、完善，对于梯形螺纹的车削也有了一定的认知，下面我们就来探究一下哪种车削方法更适合初学者理解、学习和掌握。
一、梯形螺纹车削方法
1.车削梯形螺纹时，通常采用高速钢材料刀具进行低速车削，低速车削梯形螺纹一般有如图3-12所示的四种进刀方法：直进法、左右切削法、车直槽法和车阶梯槽法。通常直进法只适用于车削螺距较小(P<4mm)的梯形螺纹，而粗车螺距较大(P>4mm)的梯形螺纹常采用左右切削法、车直槽法和车阶梯槽法。下面我们分别探究一下这几种车削方法：
图3-12 梯形螺纹车削的四种进刀方法
a. 直进法：直进法也叫切槽法，如图3-12 (a)所示。车削螺纹时，只利用中拖板进行横向(垂直于导轨方向)进刀，在几次行程中完成螺纹车削。这种方法虽可以获得比较正确的齿形，操作也很简单，但由于刀具三个切削刃同时参加切削，振动比较大，牙侧容易拉出毛刺，不易得到较好的表面品质，并容易产生扎刀现象，因此，它只适用于螺距较小的梯形螺纹车削：
b. 左右切削法：左右切削法车削梯形螺纹时，除了用中拖板刻度控制车刀的横向进刀外，同时还利用小拖板的刻度控制车刀的左右微量进给，直到牙形全部车好，如图3-12 (b)所示。用左右切削法车螺纹时，由于是车刀两个主切削刃中的一个在进行单面切削，避免了三刃同时切削，所以不容易产生扎刀现象。另外，精车时尽量选择低速(v=4～7m/min)，并浇注切削液，一般可获得很好的表面品质。在学生实际操作过程中，要根据实际经验，一边控制左右进给量，一边观察切屑情况，当排出的切屑很薄时，就可采用光整加工使车出的螺纹表面光洁，精度也很高。但左右切削法操作比较复杂，小拖板左右微量进给时由于空行程的影响易出错，而且中拖板和小拖板同时进刀，两者的进刀量大小和比例不固定，每刀切削量不好控制，牙型也不易车得清晰。所以，左右切削法对操作者的熟练程度和切削技能要求较高，不适合初学者学习和掌握：
c. 车直槽法：车直槽法车削梯形螺纹时一般选用刀头宽度稍小于牙槽底宽的矩形螺纹车刀，采用横向直进法粗车螺纹至小径尺寸(每边留有0.2～0.3mm的余量)，然后换用精车刀修整，如图3-12 (c)所示。这种方法简单、易懂、易掌握，但是在车削较大螺距的梯形螺纹时，刀具因其刀头狭长，强度不够而易折断：切削的沟槽较深，排屑不顺畅，致使堆积的切屑把刀头“砸掉”：进给量较小，切削速度较低，因而很难满足梯形螺纹的车削需要：
d. 车阶梯槽法：为了降低“直槽法”车削时刀头的损坏程度，我们可以采用车阶梯槽法，如图3-12(d)所示。此方法同样也是采用矩形螺纹车刀进行切槽，只不过不是直接切至小径尺寸，而是分成若干刀切削成阶
梯槽，最后换用精车刀修整至所规定的尺寸。这样切削排屑较顺畅，方法也较简单，但换刀时不容易对准螺旋直槽，很难保证正确的牙型，容易产生倒牙现象。
综上所述：除直进法外，其他三种车削方法都能不同程度地减轻或避免三刃同时切削，使排屑较顺畅，刀尖受力、受热情况有所改善，从而不易出现振动和扎刀现象，还可提高切削用量，改善螺纹表面品质。所以，左右切削法、车直槽法和车阶梯槽法获得了广泛的应用。然而，对于初学者来说，以上三种车削方法掌握起来较困难，操作起来较繁琐，有待于容易化和简单化。通过多年的教学、实践发现，“分层车削梯形螺纹”能使学生容易理解和掌握。
2. “分层法”车削梯形螺纹 “分层法”车削梯形螺纹实际上是直进法和左右切削法的综合应用。在车削较大螺距的梯形螺纹时，“分层法”通常不是一次性就把梯形槽切削出来，而是把牙槽分成若干层(每层大概1～2mm深)，转化成若干个较浅的梯形槽来进行切削，从而降低了车削难度。每一层的切削都采用先直进后左右的车削方
图3-13 分层法车削梯形螺纹图
法，由于左右切削时槽深不变，刀具只须做向左或向右的纵向(沿导轨方向)进给即可(如图3-13所示)，因此它比上面提到的左右切削法要简单和
容易操作得多。
梯形螺纹的计算公式及其参数值列于表3-7。 表3-7梯形螺纹计算公式及参数
名称 牙 形 角 螺 距 牙顶间隙 大 径 中 径 小 径 牙 高 牙 顶 宽 牙槽底宽 P(mm) ac(mm) d d2 d3 h3 f w 代号 a p 1.5～5 0.25 6～12 0.5 公称直径 d2=d-0.5P d3=d-2h3 h3=0.5P+ac f=0.366P w=0.366P-0.536ac 计算公式及参数值/mm a=30° 14～44 1 梯形螺纹大径由千分尺或游标卡尺测量，小径一般由进刀深度来保证。中径可用三针测量法或单针测量法来确定。见表3-8。
表3-8 M值及量针直径的简化计算公式
螺纹牙型角 29°（英制蜗杆） 30°（梯形螺纹） M值计算公式 钢针直径dD 最大值 最佳值 0.516P 最小值 M=d2+4.994dD-1.933P M=d2+4.864dD-1.866P 0.656P 2.446mx 0.518P 1.675mx 0.486P 1.61mx 40°（蜗杆） M=d1+3.924dD-4.316mx 55°（英制螺纹） 60°（普通M=d2+3.166dD-0.961P 0.894P-0.029 0.564P 0.481P-0.016 M=d2+3dD-0.866P 1.01P 0.577P 0.505P
螺纹） a.“分层法”车削梯形螺纹的刀具选择：
“分层法”车削梯形螺纹所用的粗车刀和精车刀与其它加工方法基本相同，只是粗车刀的刀头宽度(w
刀
=1.2～1.5mm)小于牙槽底宽
(w=1.928mm)，刀具刀尖角(ar=29°～29°30')略小于梯形螺纹牙型角(a=30°)。
b.“分层法”车削梯形螺纹的操作步骤：
1） 粗、精车梯形螺纹大径(￠36-0.3750)且倒角与端面成15°;。这里螺纹大径也可留有0.15mm左右的修整余量，以便螺纹精车完后，发现牙顶有撕裂和变形时可以进行修整：
2） 用梯形螺纹粗车刀直进法大概车至1/3牙槽深处(h1=1mm)，因为切削深度不大，切削力较小，一般不会产生振动和扎刀，如图3-12和图3-13(a)所示。此时，中拖板停止进刀而做横向进刀(车刀每次进到原来的吃刀深度)，只用小拖板使车刀向左或向右做微量进给，进给量大概为0.2～0.4mm，进刀次数视具体情况而定，以较快的速度将牙槽拓宽如图3-14 (b)所示。拓宽后牙顶宽f'(f'为2.5mm左右)应大于理论计算值f(f=2.196mm)，保证螺纹两侧面留有0.15mm左右的精车余量。
图3-14 梯形螺纹“分层法”车削的步骤
3） 将车刀刀头退回至第一层拓宽牙槽的中间位置(只需将小拖板退回借刀格数的一半)，接着再用直进法切削第二层，大概车至2/3牙槽深处[h2=2mm，如图3-14 (c)]，然后中拖板停止横向进刀，用左右切削法拓宽牙槽[如图3-14(d)]。拓宽牙槽时，应把第二层的两牙槽侧面与第一层的重合，注意不要再次车削到第一层牙槽的侧面，否则牙顶的精车余量就可能不够了：
4） 重复上述步骤，继续用直进法和左右切削法车至第三层(牙高h3=3mm)和第四层(牙高h4=3.5mm左右，d3=Ø29-0.5370)，然后拓宽牙槽(图3-12)。“分层法”车削的次数可以为两次、三次，甚至更多次，具体情况视螺距的大小、车刀强度等而定：
5） 换用精车刀分别精车螺纹的左右两牙侧[图3-13 (e)]，一般先精车好牙槽一侧，再精车牙槽另一侧，并同时保证螺纹中径尺寸精度和两牙侧表面粗糙度等技术要求。从以上加工过程可以看出，“分层法”车削梯形螺纹有以下一些优点：操作相对简单，容易理解和掌握：基本上克服了三面切削、排屑困难、容易扎刀等问题：能得到较清晰的牙型，能加大切削用量以提高生产效率，同时容易保证尺寸精度和获得较好的表面粗糙度。
二、技能训练 加工图3-15所示螺纹
图3-15 Tr42×10实体及零件图
1.据螺纹标记计算牙高h3和牙底宽w,w′
解：已知公称直径d=42mm,螺距P=10mm ,ac=0.5mm。查表根据公式得
h3=0.5P+ ac=0.5×10mm+0.5mm=5.5mm
w=w′=0.366P-0.536 ac=0.366×10-0.536×0.5=3.392mm 2.牙高h35.5mm表示，螺纹刀从开始到切削完毕进刀5.5mm, 牙底宽w,w′为3.392mm表示如果用一把刀直进法加工，刀尖宽度不能大于3.392mm。
4.安装车刀，调整好角度。
5.按照进刀方法分层进行切削，直到进刀达到5.5mm。 6.测量牙底宽如果小于3.392mm,则左右修正直到达标。 7.测量。
8.质量分析参考三角螺纹质量分析。 三、任务测评
1、大径由千分尺或游标卡尺测量，小径一般由进刀深度来保证。 2、中径可用三针测量法或单针测量法来确定。见表3-8。 3、加工Tr42×6的梯形螺纹，各参数符合要求。 四、注意问题
1. 不准在开车时使用棉纱擦拭工件，以免发生安全事故。 2. 车螺纹时，选择较小切削用量，减小工件变形，同时充分使用切削液。
3. 一夹一顶装夹工件时，应在切削螺纹之前，使床鞍与尾座套筒之间的距离足够安全，以防车刀返回时床鞍与尾座相撞。
任务五 蜗杆尺寸计算
【学习任务】
1.了解蜗杆蜗轮传动的特点、常用材料
2.了解蜗杆的种类，掌握蜗杆的各部分的计算方法 3.会计算车蜗杆时的交换齿轮
一、蜗杆概述
蜗杆蜗轮传动（如图3-15）常用于两轴交错的机械传动中。其特点是减速比大，体积小，结构紧凑，能够实现单向动力传递等优点。缺点是效率较低。为了减小磨损，蜗轮的材料一般用青铜，蜗杆采用中碳钢或合金钢。蜗轮一般在滚齿机床上加工，蜗杆一般采用车削。
蜗杆各部分尺寸计算
蜗杆分米制（齿型角为40º）和英制（齿形角为29º）两种，我国大多采用米制蜗杆，故我们以米制蜗杆为例学习蜗杆的车削方法。
常见米制蜗杆按照齿廓形状，分为轴向直廓（图3-16a）和法向直廓（图3-16b）两种。
轴向直廓蜗杆的齿形在蜗杆轴平面内为直线，在法平面内为曲线，在端面内为阿基米德螺旋线，因此又称阿基米德蜗杆。机械中最常用的是阿
基米德蜗杆，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，则均为轴向轴向直廓蜗杆。各部分尺寸计算见表3-6。
法向直廓蜗杆的齿形在法平面内为直线，在蜗杆轴平面内为延伸渐开线，因此又成为延伸渐开线蜗杆。
图3-15米制蜗杆的工作图
图3-16蜗杆齿形的种类a）轴向直廓 b）法向直廓
表3-6
名称 轴向模数mx 头数z1 分度圆直径d1 计算公式 基本参数 基本参数 基本参数 a） 名称 齿根圆直径df 导程角γ 齿顶宽sa 轴向sa 计算公式 df=d1-2.4mx df=da-4.4mx tanγ=Pz/πd1 sa=0.843mx b）b ） ）
齿形角α 轴向齿距Px 导程Pz 齿顶高ha 齿根高hf 全齿高h 齿顶圆直径da α=20° Px=πmx Pz=z1px=z1πmx ha=mx hf=1.2 mx h=2.2 mx da=d1+2 mx 齿厚s 齿根槽宽ef 法向san 轴向ef 法向efn 轴向sx san=0.843mxcosγ ef=0.697mx efn=0.697mxcosγ sx=px/2=πmx/2 sn=pxcosγ/2 =πmxcosγ/2 法向sn 二、技能训练
例1 车削分度圆直径d1=35.5mm，齿形角α=20°，轴向模数mx=2mm，头数z1=1的蜗杆轴，求蜗杆基本要素的尺寸。 解：根据表3-6中的计算公式： 轴向齿距 Px=πmx=3.1416×2=6.283mm 导程 Pz=z1px=z1πmx=1×3.1416×2=6.283mm 齿顶高 hf=mx=1×2=2mm 齿根高 hf=1.2 mx=1.2×2=2.4mm 全齿高 h=2.2 mx=2.2×2=4.4mm 齿顶圆直径 da=d1+2mx=35.5+2×2=39.5mm 齿根圆直径 df=d1-2.4mx=35.5-2.4×2=30.7mm 轴向齿顶宽 sa=0.843mx=0.843×2=1.686mm 轴向齿根槽宽 ef=0.697mx=0.697×2=1.394mm 轴向齿厚 sx=px/2=6.283/2=3.14mm
导程角 tanγ=Pz/πd1=6.283/（3.1416×35.5）=0.056 γ=9°46′
法向齿厚 sn=pxcosγ/2=6.283×cos9°46′/2=3.099mm
三、任务测评
车削分度圆直径d1=40mm，齿形角α=20°，轴向模数mx=4mm，头数z1=2的蜗杆轴，求蜗杆基本要素的尺寸。
任务六 蜗杆车刀
【学习任务】
1. 掌握蜗杆车刀的种类、作用、角度 2. 掌握蜗杆车刀的安装
3. 掌握各个角度的参数和刃磨方法
一、蜗杆车刀 1、蜗杆车刀的种类
蜗杆车刀和梯形螺纹刀形状相似，要求精度较高，因此车刀多数用高速钢制成。一般分为粗车车刀和精车车刀两种。
蜗杆粗车刀角度选择原则：
1） 车刀左右切削刃之间的夹角要小于2倍齿形角（40º），一般为
39º30'。
2） 车刀材料为强度和硬度都比较好的高速钢（W18Cr4V）。 3） 刃磨时，刀头宽度要小于牙槽底宽（0.3mm～0.5mm），以便左右
车削并留有精加工余量。
4） 在切削钢料时，纵向前角γp=10º～15º，纵向后角αp=6º～8º。 5） 由于螺纹升角影响较大，车刀左刃后角αol=（3º～5º）+γ，右
刃后角αor=（3º～5º）-γ。
6） 刀尖适当倒圆，用以增加刀尖强度，一般R＝（1.5～3）mm。
如图3-17：
图3-17 蜗杆粗车刀
2、蜗杆精车刀角度选择原则：
1）车刀左右切削刃之间的夹角要等于2倍齿行角（40º）。 2）刃磨时，刀头宽度要小于牙槽底宽0.3mm～0.5mm。 3）在切削钢料时，纵向前角γp=0º，纵向后角αp=6º～8º。 4）刃磨时，车刀左右切削刃直线度要好，前、后刀面表面粗糙度数值小，Ra值≤0.4，保证在切削过程中使多头蜗杆的牙侧获得较小的表面粗糙度。
5）为了保证左右切削刃切削顺利，最好磨有较大前角的卷屑槽，γo=15º～20º。 如图3-18：
图 3-18蜗杆精车
刀
图3-19垂直装刀法 1-齿面 2-前刀面 3-左切削刃 4-右切削刃 3、蜗杆车刀的装夹
轴向直廓的蜗杆装刀时，车刀左右切削刃组成的平面应与工件轴线重合，见图3-19。
4、蜗杆的车削方法
同梯形螺纹，粗车蜗杆有三种方法，分别为左右车削法、分层切削法、和切槽法。精车蜗杆是在粗车以后，切削量很小，车刀前角较大，采用直接进刀法加工。
二、技能训练 1、刃磨蜗杆粗车刀 2、刃磨蜗杆精车刀 3、正确安装蜗杆车刀 三、任务测评
1、蜗杆精车刀角度选择的原则是什么？ 2、车削蜗杆的方法有哪些？
任务七 蜗杆车削方法与步骤
【学习任务】
1. 掌握蜗杆车削方法 2. 掌握蜗杆车刀的步骤 3. 能加出工精度符合要求的蜗杆 4. 能分析加工中出现的问题
一、蜗杆车削
蜗杆车削与梯形螺纹的车削相似，粗车时，可根据螺距的大小，选用下述三种方法中的任一种方法：
1. 左右切削法 为防止三个切削刃同时参加切削而引起扎刀，一般可采取左右进给的方式，逐渐车至槽底。
2. 切槽法 当mx>3mm时，先用车槽刀将蜗杆直槽车至齿根处，然后再用粗车刀粗车成形。
3. 分层切削法 当mx>5mm时，切削余量大，可先用粗车刀，逐层地车至槽底。
精车时采用两边带有卷屑槽的精车刀，将齿面精车成形，达到图样要求。
蜗杆的一般技术条件：
1. 蜗杆的周节必须等于涡轮周节。 2. 法向和轴向齿厚要符合要求。
3. 齿型要符合图样要求，两侧面须表面粗糙度小。 4. 蜗杆径向跳动不得大于允许范围。
5. 齿顶圆的尺寸可由千分尺或游标卡尺测量，齿根圆主要由进刀深
度来保证。
6. 分度圆直径可以用三针或单针测量法，方法与测量梯形螺纹相同。 7、蜗杆的法向齿厚由齿厚游标卡尺直接测量，轴向齿厚与法向齿厚转换关系是：sn=sxcosγ=πmxcosγ/2
二、技能训练
例：加工图3-120所示蜗杆轴，毛坯为Φ45×80mm，材料为45#钢。
加工步骤：
图3-20蜗杆轴
1. 一夹一顶装夹工件。
2. 粗车Φ22长30至Φ23长29.5，并钻中心孔。
3. 调头装夹，粗车Φ22长15至Φ22长14.5，粗车蜗杆外径并
钻中心孔。
4. 一夹一顶，倒角20°粗车蜗杆螺纹。 5. 精车Φ22长15至要求并倒角，精车蜗杆螺纹至中径要求。
6. 精车蜗杆外径至要求。
7. 调头两顶尖装夹，精车Φ22长30至尺寸要求，并保证蜗杆螺
纹长度。 8. 倒角。
9. 检查、卸件、并打扫机床。 三、任务测评
1. 车削蜗杆轴有哪几种方法？ 2. 蜗杆轴的技术条件是什么？ 四、注意事项
1. 车削蜗杆时，应先验证螺距（周节）。
2. 由于蜗杆的螺纹升角较大，车刀两侧副后角应适当增减；精车刀的刃磨要求是：两侧刀刃平直、表面粗糙度小。
3. 粗车时应调整床鞍同床身导轨之间的配合间隙，使其紧些，减少床鞍窜动的可能性。松紧以手能平稳摇动床鞍为宜。
4. 加工模数较大的蜗杆，粗车时为提高工件的装夹刚度，应尽量缩短工件长度。
5. 精车时，保证蜗杆的精度和较小表面粗糙度的主要措施：大前角、薄切屑、低速、刀刃平直，表面粗糙度小并充分浇注冷却润滑液。 6. 为减小切屑瘤的影响，有时可“晃车”切削，即开车一瞬间就停车，利用主轴转动惯性切削，如此反复。
任务八 多线螺纹加工方法
【学习任务】
1. 了解什么是多线螺纹 2. 掌握分线及其重要性
3. 了解各种分线方法，掌握用百分表分线方法 4. 能够正确判断多线螺纹的线数
一、多线螺纹概述 1.多线螺纹
沿两条或两条以上的螺旋线形成的螺纹称多线螺纹。多线螺纹的导程是螺距的多倍，因此常用在快移机构中。线数的多少可以通过端面螺旋槽的数目来判断。如图3-21单线螺纹、双螺旋线、双线螺纹。
图3-21多线螺纹
2、分线方法
多线螺纹的各个螺旋槽在轴向和周向都是等距分布的。解决等距分布
的问题叫分线。分线的精度直接影响到使用寿命。如果精度不高，各条螺旋线距离不等，配合时只有一条或少数几条啮合，造成受力不均，磨损加剧。因此，必须正确掌握分线方法，重视分线精度。
分线方法有两类，分别为轴向分线法和圆周分线法，由于圆周分线法操作麻烦，故常用轴向分线法来进行分线。
轴向分线法
在加工完第一条螺纹后，沿工件方向，将车刀移动一个螺距再加工另一螺纹，这种分线方法称轴向分线法。这种方法的特点是只要精确移动车刀就能够完成分线。这种分线方法一般都是通过移动小滑板来实现车刀的移动，因此小滑板导轨必须与工件轴线平行，否则会造成分线分线误差，影响加工精度。
轴向分线法有三种分别是利用小滑板刻度盘分线法、量块分线法和百分表分线法
1）小滑板刻度盘分线法 通过转动小刻度盘移动小滑板，改变车刀位置，使车刀沿工件轴线方向移动一个或几个螺距，这种分线方法称小滑板刻度盘分线法。其特点是操作简便，不需要其他辅助工具，但是分线精度不高，一般在粗车时使用。
例：车削导程为4mm的双线螺纹，小滑板刻度每格为0.05mm，求分线小滑板应转多少格？
解：导程为4mm的双线螺纹，螺距为2mm。小滑板需要移动2mm。小滑板刻度盘转动1格移动0.05mm，移动2mm需要转动 2÷0.05=40（格） 2) 量块分线法 用量块来控制小滑板的移动距离，从而控制车刀的的
位置，这种分线方法称量块分线法
在车削等距要求高的多线螺纹时，常采用这种方法。首先在床鞍和小滑板上分别固定一个固定挡铁和触头，准备量块长度分别为1个螺距（车双线螺纹用）、2个螺距（车三线螺纹用）……。在车削第1条螺纹时，让触头和挡铁接触。粗车完第1条螺纹，移动小滑板，将1个螺距的量块放在挡铁和触头之间。然后车削第2条螺纹。同样的道理可以加工3线以及3线以上的螺纹。
采用量块分线时，为保证分线精度，每次夹紧的力度应保持适当，保持相同。
3) 百分表分线法 用百分表来控制小滑板的位移，这种分线方法称百分表分线法。
车削完一条螺纹后，将百分表表座固定在机床上，触头轴向与工件轴向相同，使触头接触垂直接触刀架，调零后，转动小刻度盘使百分表读数等于1个螺距。这样用百分表来 控制车刀位移，精度高。该方法受到百分表量程的限制，一般在10mm以内。
车削多线螺纹应满足的技术条件: 1. 多线螺纹的螺距必须相等。
2. 多线螺纹每条螺纹的小径（低径）要相等。 3. 多线螺纹每条螺纹的牙型角要相等。 二、技能训练
分线练习：分别使用小滑板、百分表分线。倒顺车空走刀练习，之后做例题中练习。
例：使用小滑板分线法，加工Tr36×12（P6）双线梯形螺纹，简单的车削方法分四步进行，见图3-22：
1、粗车第一条螺旋线，小滑板刻度对齐“0”位，车螺纹左侧面，根据要求定出中滑板进刀深度并做记号（可用粉笔划线）。在小滑板上确定从“0”位开始的赶刀量，并做记号。
2、粗车第二条螺旋线，从“0”位开始计算，将小滑板向前移动一个螺距，车第二条螺纹左侧面，中、小滑板进刀深度和赶刀量同第一条螺纹。
3、粗车第二条螺旋线右侧，为消除小滑板反向间隙，可将小滑板手柄向前摇半圈，再向后摇至第二次的记号，车第二条螺纹的右侧面，中、小滑板的进刀深度和赶刀量同左侧。
4、粗车第一条螺旋线右侧，将小滑板向后移动一个螺距，车第一条螺纹右侧，中、小滑板的进刀深度和赶刀量同第二条螺纹右侧。
图3-22双线螺纹车削顺序
三、任务测评
1、车削多线螺纹的分线方法有哪些？
2、使用小托板分线法为导程为6的双线梯形螺纹分线。 五、注意事项
1、多线螺纹导程大，走刀速度快，车削时要防止车刀、刀架及中、小滑板碰撞卡盘和尾座。
2、由于多线螺纹升角大，车刀两侧后角要相应增减。
3、每次分线时，小滑板手柄转动方向要相同，否则由于丝杆和螺母之间的间隙产生误差。在采用左右切削法时，一般先加工牙型的各左侧面，再车牙型的各右侧面。
4、小滑板分度时，要先检查小滑板行程量是否满足分线要求，可将小滑板先向尾座方向摇动。小滑板移动方向要同主轴轴线平行，车削前要调整小滑板的间隙，不要过松，以防止切削时移位，造成分线误差。 5、用百分表分线时，应使百分表测杆平行于主轴轴线。
6、加工结束后，应关闭电源及时调整好交换齿轮及螺距手柄的位置。
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