一、相关知识
1.螺纹的分类
螺纹的分类如表2-14所示。
表2-14 螺纹的分类
续表
2.普通螺纹要素
螺纹要素有牙型、公称直径、螺距(或导程)、线数、旋向和精度等。螺纹的形成、尺寸和配合性能取决于螺纹要素,只有当内、外螺纹的各要素相同时,才能互相配合。三角形螺纹的主要参数如图2-43所示。
图2-43 三角形螺纹的主要参数
(1)牙型角α:它是在螺纹牙型上,两相邻牙侧间的夹角。
(2)螺距P:相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
(3)导程Ph:同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。当螺纹为单线螺纹时,导程与螺距相等(Ph=P)。当螺纹为多线时,导程等于螺旋线数(n)与螺距(P)的乘积,即Ph=nP。
(4)螺纹大径d、D:螺纹大径是指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱或圆锥的直径。外螺纹大径用d表示,内螺纹大径用D表示。国家标准规定,螺纹大径的基本尺寸称为螺纹的公称直径,它代表螺纹尺寸的直径。
(5)中径d2、D2:中径是一个假想圆柱或圆锥的直径,该圆柱或圆锥的素线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方,该假想圆柱或圆锥称为中径圆柱或中径圆锥。同规格的外螺纹中径d2和内螺纹中径D2公称尺寸相等。
(6)螺纹小径d1、D1:它是与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱或圆锥的直径,外螺纹小径用d1表示,内螺纹小径用D1表示。
(7)顶径:与外螺纹或内螺纹牙顶相切的假想圆柱或圆锥的直径,即外螺纹的大径或内螺纹的小径。
(8)底径:与外螺纹或内螺纹牙底相切的假想圆柱或圆锥的直径,即外螺纹的小径或内螺纹的大径。
(9)原始三角形高度h、H:由原始三角形顶点沿垂直于螺纹轴线方向到其底边的距离。
(10)螺纹升角:在中径圆柱或中径圆锥上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线平面的夹角。
3.普通螺纹的尺寸计算
普通螺纹是我国应用最广泛的一种三角形螺纹,牙型角为60°,一般用于连接。
普通螺纹分粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹。粗牙普通螺纹代号用字母“M”及公称直径表示,如M8、M10等;细牙普通螺纹与粗牙普通螺纹的不同在于,当公称直径相同时,其螺距小于粗牙普通螺纹螺距。细牙普通螺纹代号用字母“M”及公称直径×螺距表示,如M10×1、M20×1.5等。左旋螺纹在代号末尾加注“LH”,并用“-”与前面分开,如M8-LH、M10×1-LH等,不加的为右旋螺纹。
普通螺纹的基本牙型如图2-44所示。各基本尺寸的计算如表2-15所示。
图2-44 普通螺纹的基本牙型
表2-15 普通螺纹的基本尺寸计算
例:试计算M10×1螺纹d2、d1、h、f、w的基本尺寸。
解:已知d=10,P=1,根据公式,求得
d2=d-0.649 5P=(10-0.649 5×1)mm=9.350 5 mm
d1=d-1.082 5P=(10-1.082 5×1)mm=8.917 5 mm
f=0.125P=(0.125×1)mm=0.125 mm
w=0.25P=(0.25×1)mm=0.25 mm
普通螺纹的基本尺寸和粗牙普通螺纹的螺距值可查阅有关标准获得,如表2-16所示。
表2-16 普通螺纹基本尺寸及螺距(部分)mm
4.三角形螺纹车刀的选择
车削螺纹时,合理地选择刀具材料,正确刃磨与安装车刀,对保证螺纹质量和提高生产效率有着重要的作用。常用的螺纹车刀材料有高速钢和硬质合金两类。(www.xing528.com)
1)高速钢螺纹车刀
高速钢螺纹车刀易刃磨,刃口锋利,而且韧性较好,刀尖不易崩裂,能承受较大的切削冲击力,车削出的螺纹表面粗糙度较小,但其耐热性较差,不宜高速车削,常用于低速车削螺纹或作为螺纹精车刀。
2)硬质合金螺纹车刀
硬质合金螺纹车刀的硬度高,有较好的热硬性,但韧性较差,常用于高速车削螺纹。
5.螺纹的测量
(1)大径的测量:螺纹大径的公差较大,一般可用游标卡尺或千分尺测量。
(2)螺距的测量:螺距一般用钢板尺测量,普通螺纹的螺距较小,在测量时,根据螺距的大小,最好量2~10个螺距的长度,然后除以2~10,就得出一个螺距的尺寸。如果螺距太小,则用螺距规测量,测量时把螺距规平行于工件轴线方向嵌入牙中,如果完全符合,则螺距是正确的。
(3)中径的测量:精度较高的三角螺纹,可用螺纹千分尺测量,如图2-45所示,所测得的千分尺读数就是该螺纹的中径实际尺寸。
图2-45 用螺纹千分尺测量螺纹中径
(4)综合测量:用螺纹环规(图2-46)综合检查三角形外螺纹。首先应对螺纹的直径、螺距、牙型和粗糙度进行检查,然后再用螺纹环规测量外螺纹的尺寸精度。如果环规通端拧进去,而止端拧不进去,则说明螺纹精度合格。对精度要求不高的螺纹也可用标准螺母检查,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台阶平面靠平。
图2-46 螺纹环规
(a)螺纹塞规;(b)螺纹套规
二、工作步骤
1.车螺纹时的动作练习
(1)选择主轴转速为200 r/min左右,开动车床,将主轴倒、顺转数次,然后合上开合螺母,检查丝杠与开合螺母的工作情况是否正常。若有跳动和自动抬闸现象,则必须消除。
(2)空刀练习车螺纹的动作,选螺距2 mm,长度为25 mm,转速为165~200 r/min。开车练习开合螺母的分合动作,先退刀,后提开合螺母,动作协调。
(3)试切螺纹,在外圆上根据螺纹长度,用刀尖对准,开车并径向进给,使车刀与工件轻微接触,车一条刻线作为螺纹终止退刀标记。并记住中滑板刻度盘读数,后退刀。将床鞍摇至离断面8~10牙处,径向进给0.05 mm左右,调整刻度盘“0”位(以便车螺纹时掌握切削深度),合下开合螺母,在工件上车一条有痕螺旋线,到螺纹终止线时迅速退刀,提起开合螺母,用钢直尺或螺距规检查螺距。
2.车削螺纹时的进刀方法
车削螺纹常用的进刀方法有:直进法、斜进法、左右切削法、分层切削法等。螺距较小可采用直进法,中等螺距可采用斜进法或左右切削法,螺距较大可采用左右切削法和分层切削法。
3.图2-42所示三角螺纹轴(1)的加工步骤
(1)装夹毛坯外圆,伸出长度为25 mm。
(2)粗车端面,车出为止。
(3)精车端面。
(4)粗车ϕ30外圆至ϕ30.5。
(5)精车ϕ30外圆。
(6)倒角C2。
(7)掉头装夹ϕ30外圆,装夹长度为18 mm。
(8)取总长50 mm。
(9)粗、精车外圆ϕ24,外圆长30 mm。
(10)切槽6×2。
(11)车三角螺纹M24。
(12)倒角C1.5、C1。
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