《零件的加工工藝與編程》 課件 7.1.1 螺紋的加工工藝

項(xiàng)目7螺紋軸的編程與加工三維目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)能力目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.以螺紋軸生產(chǎn)流程為主線，培養(yǎng)安全生產(chǎn)與責(zé)任意識(shí)，養(yǎng)成安全文明生產(chǎn)的職業(yè)素養(yǎng)。2.「吊裝“無(wú)人區(qū)”」學(xué)思交融，追求品質(zhì)卓越，心系企業(yè)發(fā)展。3.「共話空間·創(chuàng)新」學(xué)思交融，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，強(qiáng)化創(chuàng)新思維。1.掌握螺紋零件的加工工藝知識(shí)。2.掌握使用G32、G92和G76指令編寫加工三角螺紋程序的方法和技巧。3.掌握螺紋量具的使用方法。1.會(huì)編制螺紋零件的加工工藝文件。2.會(huì)使用G32和G92指令編寫加工程序。項(xiàng)目7螺紋軸的編程與加工任務(wù)7.1知識(shí)準(zhǔn)備項(xiàng)目七017.1.1螺紋的加工工藝

螺紋是零件上常見(jiàn)的一種結(jié)構(gòu)，在實(shí)踐中應(yīng)用非常廣泛，一般成對(duì)使用。螺紋加工是數(shù)控車削中必備的基本技能之一。主要有外螺紋和內(nèi)螺紋兩種。1.螺紋的類型

在通過(guò)螺紋軸線的剖面上，螺紋的輪廓形狀稱為牙型，常見(jiàn)的有三角形、梯形、鋸齒形和矩形等。2.螺紋的要素（1）螺紋的牙型

螺紋的各部分名稱及代號(hào)如圖所示，其中，外螺紋的大徑d及內(nèi)螺紋的小徑D1也稱為頂徑；外螺紋的小徑d1及內(nèi)螺紋的大徑D也稱為底徑。（2）螺紋的直徑（a）外螺紋

（b）內(nèi)螺紋

大徑（d、D）

：公稱直徑，與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相切的假想圓柱的直徑。

小徑（d1、D1）：與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相切的假想圓柱的直徑。

中徑（d2、D2）：母線通過(guò)牙型上溝槽和凸起寬度相等的假想圓柱的直徑。（a）外螺紋

（b）內(nèi)螺紋

螺紋有單線與多線之分，如圖所示。沿一條螺旋線形成的螺紋稱為單線螺紋；沿兩條或兩條以上在軸向等距分布的螺旋線形成的螺紋稱為多線螺紋。（3）螺紋的線數(shù)n

（a）單線螺紋

（b）多線螺紋

①螺距是指相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離P。

②導(dǎo)程是指同一條螺旋線上相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離Ph。（4）螺距P和導(dǎo)程Ph

螺紋的旋轉(zhuǎn)方向稱為旋向。螺紋有左旋和右旋之分，常用右旋螺紋，即順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)旋入的螺紋；反之，為左旋螺紋。螺紋旋向的判定方法為：將外螺紋軸線垂直放置，螺紋的可見(jiàn)部分左高右低為左旋螺紋（LH）；右高左低為右旋螺紋。（5）

螺紋的旋向3.螺紋的標(biāo)注（1）普通螺紋（公制螺紋）的標(biāo)注

普通螺紋是我國(guó)應(yīng)用最廣泛的三角螺紋，常用于固定、聯(lián)接或測(cè)量等，牙型角為60°，有粗牙普通螺紋和細(xì)牙普通螺紋之分。細(xì)螺紋粗螺紋牙型角特征代號(hào)標(biāo)記示例示例說(shuō)明60°MM30LH-6g-SM——牙型代號(hào)：普通螺紋30——公稱直徑：30㎜LH——旋向：左旋（右旋不標(biāo)）粗牙普通螺紋6g——外螺紋中徑和頂徑公差帶代號(hào)S——旋合長(zhǎng)度：短旋合60°MM30×1-6H7H-LM——牙型代號(hào)：普通螺紋30——公稱直徑：30㎜1——螺距：螺距為1㎜的單線細(xì)牙普通螺紋6H——內(nèi)螺紋中徑公差帶代號(hào)7H——內(nèi)螺紋頂徑公差帶代號(hào)L

——旋合長(zhǎng)度：長(zhǎng)旋合（2）梯形螺紋的標(biāo)注牙型角特征代號(hào)標(biāo)記示例示例說(shuō)明30°TrTr30×6（P3）LH-8e-LTr——牙型代號(hào)：梯形螺紋30——公稱直徑：30㎜6（P3）——導(dǎo)程為6㎜，螺距為3㎜的雙線梯形螺紋LH——旋向：左旋（右旋不標(biāo)）8e——梯形外螺紋中徑和頂徑公差帶代號(hào)L——旋合長(zhǎng)度：長(zhǎng)旋合（3）內(nèi)、外螺紋旋合的標(biāo)注

內(nèi)、外螺紋旋合時(shí)，標(biāo)注公差帶代號(hào)用斜線分開(kāi)，左邊標(biāo)內(nèi)螺紋，右邊標(biāo)外螺紋，旋合長(zhǎng)度包括螺紋倒角部分，例如：M30LH-7H/6g。序號(hào)進(jìn)給方法圖示特點(diǎn)及應(yīng)用1直進(jìn)法

車刀沿X向進(jìn)給。車刀兩側(cè)切削刃同時(shí)切削，切削力較大，排屑困難，易“扎刀”，螺紋表面粗糙度值較大，但牙型精度高。一般用于加工小螺距螺紋（P＜3㎜）和精加工大螺距螺紋（P≥3㎜）。2左右切削法

車刀除了沿X向進(jìn)給外，同時(shí)還進(jìn)行Z向左右的微量進(jìn)給。切削力小，不易“扎刀”，螺紋表面粗糙度值小，牙型精度較低。適用于粗加工大螺距螺紋（P≥3㎜）。3斜進(jìn)法

車刀除了沿X向進(jìn)給外，同時(shí)還進(jìn)行Z向的微量進(jìn)給。刀具負(fù)載較小，排屑容易，不易“扎刀”，單側(cè)刃加工容易損傷和磨損，牙型精度較差。適用于加工大螺距螺紋（P≥3㎜）和無(wú)退刀槽的螺紋。4.螺紋車削的進(jìn)給方法（1）切削速度5.車削螺紋切削用量的選用推薦主軸轉(zhuǎn)速:其中：n

——主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min；

P

——螺距，單位為㎜；

K

——保險(xiǎn)系數(shù)，一般取80。（2）進(jìn)給量

車削螺紋時(shí)，加工程序段中的F

指螺紋的導(dǎo)程。即單線螺紋中為螺距P，多線螺紋中為導(dǎo)程Ph。

常用螺紋車削的進(jìn)給次數(shù)與背吃刀量（公制螺紋）（單位：㎜）牙型深度（半徑值）＝0.6495×P

螺距P1.01.52.02.53.03.54.0進(jìn)給次數(shù)及背吃刀量（直徑值）

1次0.70.80.91.01.21.51.52次0.40.60.60.70.70.70.83次0.20.40.60.60.60.60.64次

0.160.40.40.40.60.65次

0.10.40.40.40.46次

0.150.40.40.47次

0.20.20.48次

0.150.39次

0.2（3）普通螺紋車削進(jìn)刀次數(shù)與進(jìn)給量的確定

常用粗牙普通螺紋螺距

（單位：㎜）公稱直徑d、D22.5345681012螺距P0.40.450.50.70.811.251.51.75公稱直徑d、D141618202224303336螺距P222.52.52.533.53.546.三角螺紋的尺寸計(jì)算車削三角螺紋的經(jīng)驗(yàn)公式（單位：㎜）基本參數(shù)外螺紋經(jīng)驗(yàn)公式內(nèi)螺紋經(jīng)驗(yàn)公式牙型高度hh實(shí)際＝0.65P螺紋大徑（d、D）d外圓＝d－0.1P≈d－（0.2～0.4）D實(shí)際＝D螺紋小徑（d1、D1）d1實(shí)際＝d－

2h1實(shí)際＝d

－1.3P

塑性材料：D孔＝D－P脆性材料：D孔＝D

－1.05P螺紋中徑（d2、D2）d2＝D2＝d－0.65P7.車螺紋時(shí)軸向進(jìn)給距離的分析

車螺紋開(kāi)始時(shí)有一個(gè)加速過(guò)程，結(jié)束前有一個(gè)減速過(guò)程，在這段距離中螺距不能保持均勻，因而為了在伺服電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下車削螺紋，兩端必須設(shè)置足夠的引入距離（升速段）δ1和超越距離（減速段）δ2。實(shí)際生產(chǎn)中，螺紋的加工長(zhǎng)度為：W＝L＋δ1

＋δ2式中：

L

——螺紋的有效長(zhǎng)度；

δ1

——引入距離，δ1≥P，一般取2～5㎜；

δ2

——超越距離，一般取退刀槽寬度的1/2左右。8.多線螺紋切削起點(diǎn)位置的確定

通過(guò)改變螺紋切削時(shí)刀具起始點(diǎn)的Z坐標(biāo)來(lái)確定各線螺紋的位置。加工多線螺紋常用的方法是：車削第二條螺旋線時(shí)，為了安全起見(jiàn)，螺紋的切削起點(diǎn)一般是沿Z軸向后移動(dòng)一個(gè)螺距，同理加工第三條螺旋線……程序中的移動(dòng)次數(shù)等于螺紋線數(shù)n減1（n－1）。1.軸向分線法

通過(guò)改變螺紋切削時(shí)主軸在圓周方向起始點(diǎn)的C軸坐標(biāo)來(lái)確定各線螺紋的位置，即每線螺紋起始點(diǎn)的位置在螺紋的端面圓上均勻分布。程序中的移動(dòng)次數(shù)等于360°/n（n為螺紋線數(shù)）。這種方法只能在有C軸控制功能的數(shù)控車床上使用。2.圓周分線法9.螺紋車刀的安裝

螺紋車刀安裝的正確與否，直接影響螺紋的牙型和精度。在安裝螺紋車刀時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1.螺紋車刀的伸出長(zhǎng)度

裝夾外螺紋車刀時(shí)，刀桿伸出長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，一般為刀桿厚度的1～1.5倍，以增強(qiáng)刀桿剛度；裝夾內(nèi)螺紋車刀時(shí)，一般比被加工孔長(zhǎng)5～6㎜

。2.螺紋車刀的刀尖角

車刀的刀尖角等于螺紋的牙型角α，其前角γ0＝0°以保證螺紋的牙型角，否則牙型角將差生誤差。3.螺紋車刀的安裝角度

安裝時(shí)可將對(duì)刀樣板內(nèi)側(cè)水平靠在精車外圓柱面上，然后將車刀移入樣板相應(yīng)角度缺口中，通過(guò)對(duì)比車刀兩刃與缺口的間隙來(lái)調(diào)整刀具的安裝角度。4.螺紋車刀的刀尖高度

用對(duì)刀樣板安裝刀具，刀尖應(yīng)與工件回轉(zhuǎn)中心等高，以保證刀尖角的角平分線與工件的軸線垂直，這樣車出的螺紋牙型才不會(huì)偏斜，為防止硬質(zhì)合金車刀高速切削時(shí)“扎刀”，刀尖允許高于工件軸線百分之一的螺紋大徑。5.正確緊固刀架螺栓

至少要用兩個(gè)螺釘壓緊在刀架上，并輪流逐個(gè)擰緊，擰緊力要適當(dāng)。10.螺紋零件常用的量具及檢測(cè)方法量具種類圖樣應(yīng)用螺紋塞規(guī)

螺紋塞規(guī)和環(huán)規(guī)是綜合檢測(cè)螺紋的量具，可分為普通粗牙、細(xì)牙和管螺紋三種。塞規(guī)用于內(nèi)螺紋的檢測(cè)，環(huán)規(guī)用于外螺紋檢測(cè)，包括通端（T）與止端（Z）。檢測(cè)時(shí)，像正常內(nèi)、外螺紋旋合一樣，若通端能與工件旋合，而止端不能旋合或不完全旋合，則該螺紋合格。反之，不合格。此方法效率高、便于批量檢測(cè)。但只能評(píng)定內(nèi)外螺紋的合格性，無(wú)法提供測(cè)量的具體數(shù)據(jù)。常用于檢測(cè)一般精度的標(biāo)準(zhǔn)螺紋。螺紋環(huán)規(guī)量具種類圖樣應(yīng)用螺紋牙規(guī)

螺紋牙規(guī)主要用比較法檢驗(yàn)螺紋的螺距和牙型角。一組牙規(guī)包括了常用的牙形0.5、0.6、0.7、0.75、0.8、0.9、1.0、1.25、1.5、1.75等，測(cè)量時(shí)，最好是牙規(guī)樣板全部與被測(cè)螺紋套合。螺紋牙規(guī)與螺紋千分尺配合使用，常用于檢測(cè)一般精度的非標(biāo)準(zhǔn)螺紋。螺紋千分尺螺紋千分尺主要用于測(cè)量外螺紋中徑。除了測(cè)量頭以外，其他結(jié)構(gòu)與外徑千分尺的結(jié)構(gòu)相同。測(cè)量時(shí)選用一套與螺紋牙型角相同的錐型和V型測(cè)頭，錐形測(cè)頭與牙型溝槽吻合，V型測(cè)頭與牙型吻合，此時(shí)的讀數(shù)就是螺紋中徑的尺寸。量具種類圖樣應(yīng)用對(duì)刀樣板

對(duì)刀樣板主要用于檢驗(yàn)螺紋及螺紋車刀角度和螺紋車刀在安裝時(shí)校正正確位置，也可檢驗(yàn)頂尖的準(zhǔn)確性。螺紋中徑比較儀單次測(cè)量可測(cè)出多個(gè)參數(shù)，測(cè)量精度高、速度快、范圍廣。適用場(chǎng)合適用于測(cè)量螺紋的中徑。三針測(cè)量法三針測(cè)量法是一種間接測(cè)量外螺紋中徑的方法。測(cè)量時(shí)，將三根直徑相等的高精度量針?lè)旁诒粶y(cè)螺紋的溝槽中，用測(cè)量外尺寸的計(jì)量器具測(cè)得三針外表面的尺寸M。再根據(jù)被測(cè)螺紋的螺距P、牙形半角α/2和量針直徑d0

，計(jì)算出螺紋中徑d2。三針測(cè)量法不受牙型的限制，常用于檢測(cè)精度要求較高、螺紋升角小于4°的螺紋。

三針測(cè)量法檢測(cè)外