普通螺纹的牙型、刀具和检测方法

螺纹的种类很多，其中牙型角α=60°的三角形螺纹（又称普通螺纹）应用最广。

1.车普通螺纹的方法

螺纹总是内外成对出现的，决定内、外螺纹能否配合以及配合精度的基本要素有三个：牙型角α、螺距P和中径d₂（D₂），如图4⁃35所示。车螺纹的关键是保证这三个基本要素的角度和尺寸要求。

图4⁃35 普通螺纹的基本牙型

a）内螺纹 b）外螺纹

（1）牙型角α和牙型半角α/2及其保证方法 牙型角α是螺纹在通过轴线的纵截面内相邻两牙侧面的夹角。牙型半角α/2是某一牙侧面与螺纹轴线的垂线之间的夹角。普通螺纹的牙型角α=60°。

螺纹的牙型角和牙型半角准确与否，取决于螺纹车刀的形状及其在车床上的安装位置是否正确。刃磨车刀时，应使其切削部分的形状与螺纹牙型相符。普通螺纹车刀的刀尖角刃磨成60°，并使前角γ_o=0°。安装车刀时，刀尖必须与工件轴线等高，且刀尖的角平分线应与工件轴线垂直。生产上常用对刀样板安装车刀，如图4⁃36所示。

（2）螺距P及其保证方法 螺距P是螺纹相邻牙两个对应点之间的轴向距离。要获得准确的螺距，车螺纹时必须保证工件转1圈，车刀准确而均匀地沿纵向移动1个导程，如图4⁃37所示。因此，车螺纹时必须用丝杠带动刀架纵向运动，其速比在车床设计时已计算确定。加工前只需根据螺纹的导程（单线螺纹为螺距），按进给箱上的标牌，更换交换齿轮和改变进给箱上手柄的位置调整车床即可。在正式车螺纹之前还应试切，用螺纹量规检查试切螺距是否正确，如图4⁃38所示。

图4⁃36 螺纹车刀的形状及对刀方法

车螺纹需多次进给才能完成。每次进给都必须落在第一次进给车出的螺纹槽内，否则就会出现“乱扣”而成为废品。若车床丝杠的螺距P_H是工件螺距P的整数倍，则可任意打开或合上开合螺母而不会“乱扣”；如果P_H不是P的整数倍，则不能在螺纹加工过程中打开开合螺母，每进给一刀后只能开反车纵向退回，然后开正车进给下一刀，直至车到尺寸为止。

图4⁃37 车螺纹传动示意图

（3）中径d₂（D₂）及其保证方法 螺纹中径是一个假想圆柱的直径，中径处螺纹的牙宽和槽宽相等。只有当内、外螺纹的中径尺寸一致时，二者才能很好地配合。

螺纹中径的大小与加工时的背吃刀量有关。背吃刀量越大，外螺纹中径就越小，内螺纹的中径就越大。为此，必须准确控制多次进给的总背吃刀量。一般根据螺纹的牙型高度（普通螺纹牙型高度h=0.54P）由中滑板刻度盘大致控制，最后用螺纹量规检测保证。

车削左旋螺纹时，主轴仍作正转，但车刀的运动方向与车右旋螺纹时相反，如图4⁃39所示。在车床主轴至丝杠的传动系统中有一个反向机构，使丝杠得以换向，即可车左旋螺纹。

图4⁃38 用螺纹量规检查螺距

图4⁃39 车左旋螺纹

2.车螺纹时的注意事项

1）注意和消除滑板的“空行程”。

2）避免“乱扣”。当第一条螺旋线车好以后，第二次进给后车削时，刀尖不在原来的螺旋线中，而是偏左或偏右，甚至在牙顶中间，将螺纹车乱的现象称为“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，小滑板的移动距离不可过大，在车削途中刀具损坏需要重新换刀或无意提起了开合螺母时，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（注意应该是空进给）停车。移动中、小滑板，使刀尖准确落入原来的螺旋槽中（注意不能移动大滑板），同时根据所在螺旋槽中的位置重新做中滑板进给的记号，再将车刀退出，开倒车，退至螺纹头部，再进给。对刀时一定要注意是正车对刀。

4）借刀。借刀就是螺纹车削一定深度后，将小滑板向前或向后移动一段距离再进行车削。借刀时注意小滑板移动距离不能过大，以免将牙槽车宽，造成“乱扣”。

5）使用两顶尖装夹法车螺纹时，工件卸下后再重新车削时，应该先对刀，再车削，以免“乱扣”。

6）安全注意事项如下。

①车螺纹前先检查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，动作迅速，反应灵敏。

③用高速工具钢车刀车螺纹时，车头转速不能太快，以免刀具磨损。

④要防止车刀或刀架、滑板与卡盘、床尾相撞。

⑤旋螺母时，应将车刀退离工件，防止车刀将手划破，不要开车旋紧或退出螺母。

⑥不能用手去摸或用棉纱去擦旋转的螺纹。

【技能训练1】 台阶轴的车削

1.图样分析

台阶轴如图4⁃40所示。毛坯直径为ϕ45mm，需要车出ϕ32_-⁰_0.039mm×（20±0.2）mm、表面粗糙度值为Ra3.2μm和ϕ40_-⁰_0.039mm×35mm、表面粗糙度值为Ra3.2μm的台阶。台阶轴右端面的表面粗糙度值为Ra3.2μm，其余加工面的表面粗糙度值为Ra6.3μm。

图4⁃40 台阶轴

2.准备工作

（1）装刀对中 将硬质合金车刀装在刀架上，并对准工件的旋转中心。

（2）装夹工件 用自定心卡盘装夹工件外圆并进行校正，毛坯伸出长度为60mm。

（3）选择主轴转速 若切削速度v_c=70m/r，则主轴转速为

n=1000×v_c/（π×d）=[1000×70/（3.14×45）]r/min≈495r/min

主轴计算转速与机床转速表中的530r/min接近，则转换手柄调整主轴转速到530r/min。

（4）选择进给量 f取0.10～0.18mm/r（实际工作时，可查车工手册确定f）。

3.车端面

1）开动车床，将车刀刀尖靠近工件端面并沿轴向切入，如图4⁃41所示。均匀转动中滑板手柄，横向进给车削端面。

2）当车刀车到中心时，停止进给，不能留凸台。保证表面粗糙度值达到Ra3.2μm。

4.粗车ϕ40mm×55mm外圆

1）选择主轴转速。切削速度v_c取50m/min，则主轴转速为n=1000v_c/（πd）=[1000×50/（3.14×45）]r/min=353r/min，转换手柄调整主轴转速为360r/min。

2）选择进给量。f取0.10～0.18mm/r。

3）用粗车刀车ϕ45mm外圆，第一刀车至ϕ42mm，长度到刻线处；第二刀车至ϕ40.5mm，留精车余量0.5mm。

5.精车ϕ40mm×55mm外圆

图4⁃41 由外向里车平面

1）选择主轴转速。切削速度v_c取70m/min，则主轴转速为n=1000v_c/（πd）=[1000×70/（3.14×40）]r/min=557r/min，转换手柄调整主轴转速到530r/min。

2）选择进给量。f取0.06～0.10mm/r。

3）用精车刀车ϕ40mm×55mm外圆至尺寸，用千分尺和游标卡尺测量尺寸，精车时加注切削液。目测或用表面粗糙度样板检测表面粗糙度值Ra3.2μm。

6.粗车ϕ32mm×20mm外圆

1）选择主轴转速。切削速度取50m/min，则主轴转速n=1000v_c/（πd）=[1000×50/（3.14×32）]r/min=497r/min，转换手柄调整主轴转速为530r/min。

2）选择进给量。f取0.1～0.18mm/r。

3）在ϕ40mm外圆上从右至左长度为20mm处用车刀刻线。(https://www.xing528.com)

4）粗车ϕ32mm外圆，第一刀车至ϕ35mm，长度至刻线处；第二刀车至ϕ32.5mm，留精车余量0.5mm。

7.精车ϕ32mm×（20±0.2）mm外圆

1）主轴转速取n=530r/min，转换手柄调整主轴转速为530r/min。

2）进给量f取0.06～0.10mm/r。

3）用精车刀精车ϕ32mm×（20±0.2）mm外圆至尺寸，精车时加注切削液。用千分尺和游标卡尺测量尺寸，表面粗糙度值达到Ra3.2μm。

8.倒角C1

1）用外圆车刀倒角，使切削刃与外圆轴线成45°角。

2）移动床鞍至工件外圆与平面相交处，倒角C1。

9.检测工件

检测工件，质量合格后卸下工件。

10.操作注意事项

1）台阶平面和外圆相交处要清角，防止产生凹坑和出现小台阶。

2）台阶平面出现凹凸，其原因可能是车刀没有从里到外横向切削，或车刀装夹主偏角小于90°，或刀架、车刀、滑板等发生了移位。

3）多台阶工件长度的测量，应从一个基准面量起，防止产生累积误差。

4）为了保证工件质量，调头装夹时要垫铜皮，并找正。

【技能训练2】 成形面工件的车削

1.图样分析

分析图4⁃42a所示工件的形状及技术要求。

图4⁃42 手柄的车削步骤

a）手柄零件图 b）车外圆 c）车定位槽 d）车R40mm圆弧面 e）车R48mm圆弧面 f）修整R6mm圆弧面

2.准备工作

1）刃磨车刀的主切削刃，使其呈圆弧形。

2）下料ϕ25mm×120mm，采用一夹一顶的方法装夹工件。

3.双手控制法车手柄的方法与步骤

1）车手柄外圆至尺寸ϕ24mm×55mm、ϕ16mm×25mm、mm×20mm（各留精车余量0.2mm），并在R40mm、R48mm圆弧左右对称位置刻线痕，如图4⁃42b所示。

2）以ϕ16mm外圆端面为起点量17.5mm作为中心线，用小圆头车刀车ϕ12mm定位槽，如图4⁃42c所示。

3）从ϕ16mm外圆端面量起，在长5mm处起刀，用圆头车刀车出R40mm圆弧面，如图4⁃42d所示。

4）划出R48mm圆弧的中心刻痕，将成形车刀圆弧中心与工件圆弧中心对准。开动车床，移动中滑板车圆弧面，随着背吃刀量的增加，切削刃与成形面的接触面积也随之增大，这时要放慢切削速度。粗车R48mm圆弧面，手柄根部不要留得太小，以防尚未车完而折断，如图4⁃42e所示。

5）精车圆弧面R40mm、R48mm，连接处要光滑，边加工边用样板检查修整，最后用锉刀、砂布修整抛光，直至尺寸符合要求。

6）精车2mm外圆，长20mm；精车ϕ16mm外圆。

7）用锉刀、砂布修整、抛光R40mm和R48mm圆弧面。

8）按总长尺寸加0.5mm的余量切断，切断时用手接住工件。

9）调头垫铜皮，装夹、找正，车R6mm圆弧面，如图4⁃42f所示，修整、抛光，总长符合96mm。

4.检验

用样板对圆弧面进行透光检验，合格后卸下工件。

5.操作注意事项

1）成形面形状误差较大的原因，是双手控制的配合速度不合适或成形车刀形状误差较大。应加强双手的配合练习，按样板磨好车刀。

2）精车时，采用直进法少量进给的方法，并可利用主轴的惯性将表面修光。

【技能训练3】 梯形螺杆轴的车削

1.图样分析

梯形螺杆轴如图4⁃43所示。

2.操作前的准备

（1）备料 材料为45钢棒料，下料尺寸为ϕ35mm×95mm。

（2）刀具 45°端面车刀、90°外圆车刀、车槽刀（刀体宽度不大于3mm）、梯形螺纹车刀及A3.15/6.70中心钻各一把，将车刀一一装夹在刀架上。

（3）工具和量具 0～150mm钢直尺、0～125mm游标卡尺、0～25mm和25～50mm外径千分尺、ϕ2.595mm量针、30°螺纹对刀样板、前顶尖、回转顶尖、鸡心夹头、表面粗糙度样板（车削）各一把（支或套）。

3.操作步骤

1）夹持毛坯外圆，伸出35mm左右，找正夹紧，用端面车刀车平端面，钻中心孔A3.15/6.70，用外圆车刀车削ϕ30mm×18mm的工艺台阶。

2）工件调头，找正夹紧，车平端面，精车总长度至93_-⁰_0.2mm；钻中心孔A3.15/6.70。

3）夹持ϕ30mm工艺台阶，采用一夹一顶的装夹方法，用外圆车刀通车毛坯至ϕ33mm；继续从右端进给，粗车Tr28外圆至ϕ29mm，长度为67.5mm；粗车ϕ22mm外圆至ϕ23mm，长度为19.5mm；粗车右端ϕ20mm外圆至ϕ21mm，长度为14.5mm。

4）调头夹持ϕ21mm外圆，采用一夹一顶方法装夹，粗车左端ϕ20mm外圆至ϕ21mm，长度为19.5mm。

5）重新安装工件，采用双顶尖装夹，精车左端ϕ20⁺₊00..000152mm外圆至合格，长度为20_-⁰_0.1mm；精车ϕ32_-⁰_0.039mm外圆至合格；车槽3mm×ϕ18mm；倒角C1。

图4⁃43 梯形螺杆轴

6）工件调头，继续用双顶尖装夹，精车右端ϕ20⁺₊00..000152mm外圆，长度为15_-⁰_0.1mm；继续精车ϕ22_-⁰_0.05mm外圆，长度为5mm；精车梯形螺纹大径ϕ28_-⁰_0.335mm，长度为48mm，同时控制ϕ32_-⁰_0.039mm圆柱的长度为8_-⁰_0.08mm。

7）用车槽刀车槽3mm×ϕ18mm和5mm×ϕ22mm；用45°端面车刀倒角3×30°和C1；锐角倒钝。

8）使用梯形螺纹车刀和车槽刀，粗车和精车Tr28×5—8h梯形螺纹至技术要求。

4.操作注意事项

1）车削之前一定要先检验螺纹导程。

2）加工大模数蜗杆时，应尽量缩短工件的支承长度，提高工件的夹装刚性。

3）精加工时，可使用两顶尖夹装，以保证同轴度和工件精度。