浅析三角螺纹的加工

江西冶金职业技术学院自学考试毕业设计(论文)题目：浅析三角螺纹的加工系(部)：机电工程系专业名称：机电一体化姓名：何诚博准考证号：057011500255班级名称：10机电自考大专(3)班提交时间：年月日摘要车床是目前使用最广泛的数控机床之一。车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过机械加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。编程就是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数（主运动和进给运动速度、切削深度）以及辅助操作（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧、松开等）加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。本文从车削螺纹类零件的分类及如何使用三角形螺纹类零件以及时常见问题和解决方法方面入手来解决车削螺纹的难点问题，通过详细的剖析，不仅有效地能够保证加工工件的质量，而且在加工效率方面也会有很大的提高。关键词：车削螺纹；加工方法；常见问题目录前言···············································································1一、螺旋线的形成及螺纹的分类···········································1二、螺纹术语···································································22.1螺纹············································································2三、如何用数控车床车削三角形螺纹·····································23.1车削螺纹工件的螺纹参数和工艺要求··································33.2车刀的选择、刃磨和安装·················································43.3检测螺纹参数································································5四、车削螺纹时常见问题及解决方法·····································64.1啃刀············································································64.2乱扣··········································································74.3螺距不正确···································································74.4中径不正确···································································84.5螺纹表面粗糙································································8结论···············································································9致谢············································································10参考文献·········································································11江西冶金职业技术学院10级自考毕业设计(论文)1浅析三角螺纹的加工前言在各种机械产品中，带有螺纹的零件和蜗杆应用很广泛。用车削方法加工螺纹和蜗杆是机械制造业目前常用的加工方法。螺纹按用途可分为连接螺纹和传动螺纹；按牙型可分为三角形、矩形、圆形、梯形和锯齿形；按螺旋线方向可分为右旋螺纹和左旋螺纹；按螺旋线线数可分为单线螺纹和多线螺纹；按母体形状可分为圆柱螺纹和圆锥螺纹。一、螺旋线的形成及螺纹的分类螺旋线的形成原理见图1。直角三角形ABC围绕圆柱d2旋转一周，斜边AC在圆柱表面上所形成的曲线，就是螺旋线。图1螺旋线成形原理螺纹的种类很多，按用途可分为连接螺纹和传动螺纹；按牙型特征可分为三角形、矩形、圆形、梯形和锯齿形螺纹；按螺旋线的旋向可分为右旋螺纹和左旋螺纹；按螺旋线的线数可分为单线螺纹和多线螺纹；按母体形状可分为圆柱螺纹和圆锥螺纹。螺纹按用途和牙型分类情况见图2。江西冶金职业技术学院10级自考毕业设计(论文)2二、螺纹术语2.1螺纹在圆柱表面上，沿着螺旋线所形成的，具有相同剖面的连续凸起和沟槽称为螺纹。图3是车床上车削螺纹的示意图。当工件旋转时，车刀沿工件轴线方向作等速移动即可形成螺旋线，经多次进给后便成为螺纹。沿向右上升的螺旋线形成的螺纹(即顺时针旋人的螺纹)称为右旋螺纹，简称右螺纹；沿向左上升的螺旋线形成的螺纹(即逆时针旋人的螺纹)称为左旋螺纹，简称左螺纹。在圆柱表面上形成的螺纹称为圆柱螺纹；在圆锥表面上形成的螺纹称为圆锥螺纹。三、如何用数控车床车削三角形螺纹用数控车床车削螺纹相对于用普通车床车削螺纹来说是比较省心的，但本人认为要车好高质量的螺纹还是要过好参数工艺关、刀具关、编程关和检测关。本文以GSK980t数控系统加工M30X2的外三角螺纹为例（如图4示），就如何车削出高质量的螺纹与同行进行探讨交流。图43.1车削螺纹工件的螺纹参数和工艺要求1、确定螺纹大径、中径、小径。外螺纹大径（公称直径d）一般应车得比基本尺寸小0.2~0.4mm（约0.13P），保证车好螺纹后牙顶处有0.125P的宽度（P是螺距）。具体数值应参照基准制来选择，基轴制的江西冶金职业技术学院10级自考毕业设计(论文)3值应小些，基孔制则可大些。中径d2=d-0.6495P，在中径处螺纹牙厚和槽宽相等。小径的计算公式为：d1=d-1.3P。则在上例中的参数分别是：d=29.6~29.8，d2=28.701，d1=27.4。2、螺柱右端面要倒角至螺纹小径，左边加工退刀槽。3、确定背吃刀量。螺纹切削用量的选择应根据工件材料的螺距大小以及所处的加工位置等因素来决定。前几次的进给用量可大些，以后每次进给切削用量应逐渐减小。切削速度应选低些，粗车时每次切深0.3mm左右，最后留余量0.2mm；精车时每次切深0.1~0.2mm左右，粗精车的总切深为1.3P。经过总结，本人列出下表仅供参照。3.2车刀的选择、刃磨和安装螺纹车刀的选择主要考虑刀具、形状和几何角度等三个方面。高速钢车刀用于加工塑性（钢件）材料的螺纹工件；白钢刀刃磨螺的纹车刀，适用于加工大螺距的螺纹和精密丝等工件；硬质合金螺纹车刀适用于加工脆性材料（铸铁）和高速切削塑性工件。车刀的几何角度有三个（1）刀尖角ε应等于牙型角，车削普通三角形螺纹是60o；（2）前角Υ一般为0o~15o，螺纹车刀的径向前角对牙形角有很大的影响，对精度高的螺纹径向前角可适当取小一些（约0o~5o）；（3）后角α一般为5o~10o，因螺纹升角的影响，两后角大小应该磨成不同，进刀方向一面应稍大一些。但对大直径、小螺距的三角形螺纹，这种影响可忽略不计。刃磨车刀时要根据粗、精车的要求，刃磨出合理的前、后角。粗车刀前角大，后角小，精车刀则相反。江西冶金职业技术学院10级自考毕业设计(论文)4车刀的左右刀刃必须是直线，无崩刃。刀尖角的刃磨比较困难，为保证磨出准确的刀尖角，在刃磨时用螺纹角度样板测量刀尖角（见图5）。测量时，把刀尖角与样板贴合，对准光源，仔细观察两边贴合的间隙，并以此为依据进行修磨。另外车刀磨损过大时会引起切削力增大，顶弯工件，出现啃刀现象。此时应对车刀加以修磨。图5车削螺纹时，为了保证牙形正确，对安装螺纹车刀提出了严格的要求。安装时刀尖高度必须对准工件旋转中心（可根据尾座顶针高度检查），车刀安装得过高，则吃刀到一定深度时，车刀的后刀面顶住工件，增大摩擦力，甚至把工件顶弯，造成啃刀；过低，则切屑不易排出，车刀径向力的方向是工件中心，加上横进丝杠与螺母间隙过大，致使吃刀深度不断自动径向加深，从而把工件抬起，导致啃刀；车刀刀尖角的中心线必须与工件严格垂直，装刀时可用样板来对刀（见图6）。如果车刀装歪，就会产生牙形歪斜（见图6）；刀头伸出不能太长，一般为20~25mm（约刀杆厚度的1.5倍）。图63.3检测螺纹参数检测螺纹主要测量螺距、牙型角和螺纹中径，而且这些测量要在拆卸工件、刀具前进行，发现问题才能及时补救。1、测量螺距、牙型角螺距是由车床的运动关系来保证的，用钢尺测量即可。普通螺纹的螺距一般较小，在江西冶金职业技术学院10级自考毕业设计(论文)5测量时，最好量10个螺距的长度，再除以10得到一个螺距的尺寸。牙型角是由车刀的刀尖以及正确安装来保证的，一般用样板测量。也可用螺距规同时测量螺距和牙型角（见图7）。图72、测量螺纹中径螺纹中径常用螺纹千分尺测量（见图8）。使用方法跟一般的外径千分尺相似。它有两个可以调换的测量头，在测量时，两个跟牙形相同的触头正好卡在螺纹的牙形面，所得到的千分尺读数就是该螺纹的中径实际尺寸。图83、综合测量用螺纹环规检查三角形外螺纹（见图9）。首先应对螺纹的直径、螺距、牙形和粗糙度进行检查，然后再用环规测量外螺纹的尺寸精度。如果环规通端正好拧进去，而止端拧不进去，说明螺纹精度符合要求。对于精度要求不高的也可用标准螺母检查（生产中常用），以拧上工件时是否顺利和松动的感觉来确定。检查有退刀槽的螺纹时，环规应通过退刀槽与阶台端面靠平。江西冶金职业技术学院10级自考毕业设计(论文)6图9总之，车削螺纹时产生的故障形式多种多样，既有设备的因素，也有刀具、操作者的因素，在排除故障时要具体情况具体分析，通过各种检测和诊断手段，找出具体的影响因素，采取有效的解决方法，车削出高质量的螺纹。四、车削螺纹时常见问题及解决方法在卧式车床上能车削米制、英寸制、模数和径节制四中螺纹，无论车削那种螺纹，车床主轴与刀具之间必须保持严格关系，即主轴每转一周，刀具应均匀移动一个导程的距离。它们的运动关系是主轴带着工件一起移动，主轴的运动经交换齿轮传到进给箱，由进给箱经变速后再传给丝杠，由丝杠和溜板箱上的开合螺母配合带动刀架作直线运动，这样工件的移动和刀架的移动都是通过主轴的带动来实现的，从而保证了工件和刀具之间严格的运动关系。在实际车削螺纹时，由于各种原因，造成由主轴到刀具之间的运动在某一环节出现问题，引起车削螺纹时产生故障，影响正常生产，这时应及时加以解决。4.1啃刀车刀装得过高过低、工件装夹不牢或车刀磨损过大造成的：（1）车刀安装的过高或过低，过高时，则吃刀量到一定程度时，车刀的后刀面顶住工件增大摩擦力，甚至把工件顶弯，造成啃刀现象，过低时，则刀屑不易排出，车刀北向力的方向是工件中心，加上横进的丝杆与螺母的间隙过大，致使背吃刀量不断自动趋向加深，从而把工件抬起。出现啃刀。此时，应及时调整车刀高度，使刀尖与工件的轴线等高，在粗车和半精车时，刀尖位置比工件的中心高出高出工件直径的1%左右。（2）工件装夹不牢，工件本身的刚性不能承受车削时的车削力，因而产生过大的度，改变的车削与工件的中心高度（工件被抬高了）形成的背吃刀量突增，出现啃刀。此时应把工件装夹牢固，可以用尾坐顶牢，以增加工件刚性。（3）车刀磨损过大，这回引起车削力增大，顶弯工件出现啃刀。此时应对车刀加以修磨。4.2乱扣江西冶金职业技术学院10级自考毕业设计(论文)7丝杆转一周是工件未转够整数造成的：（1）车床丝杆螺距与工件螺距比值不成整倍数时如果在退刀时打开开合螺母，将床鞍摇至起始位置，那么，再次闭合