车削螺纹轴工艺步骤详解

按照拟定的工艺路线对螺纹轴进行车削加工。

步骤1：自定心卡盘装夹毛坯

放出长度80mm，找正夹紧。

步骤2：车端面

安装45°车刀，保证45°车刀的刀尖与工件中心等高。取n=710r/min，f=0.30mm/r，a_p1=0.7mm，a_p2=0.3mm。

步骤3：粗车ϕ38mm（长度69mm）、ϕ30mm（长度55mm）、ϕ25mm（长度40mm）和ϕ20mm（长度16mm）外圆

安装90°车刀，保证90°车刀的刀尖与工件中心等高。

1）粗车ϕ38mm外圆。分两次进给，取a_p1=1.5mm，f=0.30mm/r，n=500r/min，a_p2根据第一次进给后测量的直径尺寸进行调整。第二次进给后车削至尺寸：外圆ϕ38+^0.25_+0.15mm，长度69mm。

2）粗车ϕ30mm外圆。分两次进给，取a_p1=3mm，f=0.30mm/r，n=500r/min，a_p2根据第一次进给后测量的直径尺寸进行调整。第二次进给后车削至尺寸：外圆ϕ30^+0.25_+0.15 mm，长度55mm。

3）粗车ϕ25mm外圆。分两次进给，取a_p1=2mm，f=0.30mm/r，n=560r/min，a_p2根据第一次进给后测量的直径尺寸进行调整。第二次进给后车削至尺寸：外圆ϕ25^+0.25_+0.15 mm，长度40mm。

4）粗车ϕ20mm外圆。分两次进给，取a_p1=2mm，f=0.30mm/r，n=710r/min，a_p2根据第一次进给后测量的直径尺寸进行调整。第二次进给后外圆车削至ϕ20mm，长度16mm。

步骤4：车削退刀槽4mm×0.5mm和4mm×1.5mm

安装车槽刀，刀头部分不宜伸出太长，保证车槽刀的中心线与工件轴线垂直，主切削刃与工件外圆素线保持平行（透光法检查），刀尖的高度略低于工件轴线。

取n=710r/min。

1）车退刀槽4mm×1.5mm，直径至ϕ17mm。

①对刀：开动车床使工件正转；移动床鞍和中滑板，使车槽刀左侧刀尖与右端面刚好相擦，床鞍不动，使中滑板横向退出；中滑板不动，使床鞍向左移动16mm，然后中滑板横向进给，使车槽刀的主切削刃刚好接触ϕ20mm的外圆表面，此时将中滑板的刻度盘调零（或记住刻度盘的读数）。

②切入：手动均匀横向进给切入，由中滑板刻度盘控制切入深度为1.5mm，即中滑板刻度盘转过30小格，车槽刀切入槽底后稍作停留。

③退刀：使中滑板横向退出，主轴停止转动。

④测量：用游标卡尺测量槽的直径尺寸，如果未达到合格的尺寸，继续微调进给深度，切削至合格尺寸ϕ17mm为止，然后保持床鞍不动，使中滑板退出。

2）车槽4mm×0.5mm，直径至ϕ24mm。在退刀槽4mm×1.5mm切削合格、中滑板退出后，将床鞍左移24mm，同样经过对刀、中滑板控制切入（中滑板刻度盘转过10小格）、退出和测量过程，直至合格。

步骤5：精车外圆ϕ38mm、ϕ30mm、ϕ25mm、车ϕ20mm外圆至ϕ20⁰_-0.024mm。

1）精车ϕ38mm外圆。取n=900r/min，f=0.08mm/r，按图样要求保证尺寸至外圆ϕ38⁰_-0.062mm，长度69mm。

2）精车ϕ30mm外圆。取n=900r/min，f=0.08mm/r，按图样要求保证尺寸至外圆ϕ30⁰_-0.033mm，长度55mm。

3）精车ϕ25mm外圆。取n=900r/min，f=0.08mm/r，按图样要求保证尺寸至外圆ϕ25⁰_-0.033mm，长度40mm。

4）车ϕ20mm外圆尺寸至ϕ20⁰_-0.024mm。

操作提示：

高速车削三角形外螺纹时，受车刀挤压后会使外螺纹大径尺寸变大，因此车削外螺纹前的外圆直径应比螺纹大径小些。当螺距为1.5～3.5mm时，车削螺纹前的外径一般可以减小0.2～0.4mm，所以将大径尺寸ϕ20mm车小0.2mm。

步骤6：端面和各台阶面倒角C1

步骤7：车削普通外螺纹M20×1.5—6h

（1）外螺纹车刀的装夹

1）将外螺纹车刀用垫片垫起，使螺纹车刀刀尖与工件中心等高。

2）使螺纹车刀伸出刀架部分的长度为刀柄厚度的1.5倍，约25～30mm。

3）使螺纹车刀的刀尖角平分线与工件轴线垂直，装刀时用对刀样板进行调整，如图2-38所示。

（2）车普通外螺纹尺寸精度的确定和切削用量的选择

1）计算（或查表）确定螺纹大径d、中经d₂、牙型高度、小径d₁的公称尺寸。

①螺纹大径。d=ϕ20mm（螺纹大径的公称尺寸与公称直径相同）。

图2-38 外螺纹车刀的安装

a）用样板校正 b）车刀安装歪斜

②螺纹中径。d₂=d-0.6495P=（20-0.6495×1.5）mm=19.026mm。

③牙型高度。h₁=0.5413P=0.5413×1.5mm=0.812mm。

④螺纹小径。d₁=d-1.0825P=（20-1.0825×1.5）mm=18.375mm。

2）确定背吃刀量和主轴转速。该螺纹牙型高度为h₁=0.812mm，所以车削该螺纹时的背吃刀量为0.812mm，车螺纹需分几次进给完成，每次的背吃刀量用中滑板刻度盘控制，采用直进法（横向直接进给）分6次进给车削该螺纹，分别按5（0.25mm）、4（0.20mm）、3（0.15mm）、2（0.10mm）、1（0.05mm）、1（0.05mm）格进给。

主轴转速取n=200r/min（考虑初学者的操作安全和熟练程度）。

3）确定螺纹中径、顶径的合格尺寸范围。该螺纹的加工精度按中径、顶径均为6h确定，查附录F知中径的公差值为0.14mm，上偏差为0，故下偏差为-0.14mm，加工后应保证螺纹中径达到ϕ18.886～ϕ19.026mm尺寸范围；查附录E知顶径的公差为0.236mm，上偏差为0，故下偏差为-0.236mm，加工后保证螺纹顶径达到ϕ19.764～ϕ20mm尺寸范围。

图2-39 CA6140型车床主轴箱外螺纹变换手柄位置图

1—右旋正常螺距（或导程） 2—右旋扩大螺距（或导程） 3—左旋扩大螺距（或导程） 4—左旋正常螺距（或导程）

（3）车螺纹时车床的调整

1）车螺纹时手柄位置的变换。

①变换主轴箱外正面左侧螺纹变换手柄的位置。车削螺距P=1.5mm的右旋普通螺纹（米制螺纹）。该螺距为正常螺距，旋向为右旋，所以将变换手柄放在右上角“右旋正常螺距”的位置，如图2-39所示。

②变换进给箱上内、外手柄和手轮的位置。在进给箱外，加工螺纹时，内手柄1应置于位置B或D，如图2-40所示。位置B可用来车削米制螺纹和米制蜗杆，位置D可用来车削寸制螺纹和寸制蜗杆。将外手柄2置于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Ⅴ的位置上，然后将进给箱外左侧的圆盘式手轮（图2-40a）拉出，并转到与“▽”相对的1～8的某一数字位置后，再把圆盘式手轮推进去。

查进给箱铭牌（表2-5），由P=1.5mm所在位置查到对应的“B”、“Ⅰ”和“8”，先将内手柄置于车削米制螺纹的位置B，再将外手柄置于位置Ⅰ，然后将进给箱外左侧的圆盘式手轮拉出，并转到与“▽”相对的“8”的位置后把圆盘式手轮推进去。

图2-40 CA6140型车床进给箱外手轮、手柄位置图

a）圆盘式手轮位置图 b）手柄位置图

1—内手柄 2—外手柄 3—圆盘式手轮

表2-5 CA6140型车床进给箱铭牌（部分）

注：1.●主轴转速为40～125r/min。

○主轴转速为10～32r/min。

2.此表应与主轴箱上加大螺距手柄及进给箱手柄1、2、3上的各标牌符号配合使用。

2）车螺纹时交换齿轮的调整。在交换齿轮箱内调整交换齿轮。

车削米制螺纹（普通螺纹）和英制螺纹时，交换齿轮齿数是A=63、B=100、；车削米制蜗杆和英制蜗杆时，交换齿轮的齿数是A=64、B=100、。

根据P=1.5mm，在进给箱的铭牌上可查到，选用A=63、B=100、C=75这套齿轮。

操作提示：

车螺纹时的其他调整：

1）中、小滑板与镶条之间的间隙要调整得适当。调整太紧，中、小滑板操作不灵活，摇动滑板费力；调整太松，车螺纹时容易产生扎刀现象。

2）开合螺母松紧应调整适当。调得过松，车螺纹过程中开合螺母容易自己跳起，使螺纹产生乱牙；调得过紧，开合螺母手柄提起或合下时不灵活。

3）将小滑板调整至与导轨外侧平齐，以防车螺纹时小滑板与卡盘相撞。利用两顶尖或一夹一顶方法装夹工件时，车螺纹应注意使床鞍与尾座保持一定的距离，以免刀架退至起始位置时滑板与尾座相撞。

（4）车普通外螺纹

1）提开合螺母法空程操作练习。要求车床丝杠的螺距与工件的螺距成整数倍，空刀练习车螺纹。(www.xing528.com)

①选择螺距P=2mm，主轴转速为40r/min。开动车床，使主轴正转，丝杠和开合螺母的工作情况应正常（有跳动或自动抬闸现象必须消除）。

②使刀尖横向离开工件外圆一段距离，摇动床鞍手柄使刀尖纵向离轴端约5～10mm，作为车螺纹的起始位置，将中滑板刻度调零位。

③中滑板模拟进给后，左手仍握在手柄上做好退刀准备，右手将开合螺母手柄向下压，如图2-41所示。开合螺母一经闭合，床鞍就迅速向前移动，此时右手仍握在手柄上，做好脱开的准备。

④刀尖进入退刀位置时，左手迅速摇动中滑板手柄，使车刀横向退出，刀尖离开工件的同时，右手立即将开合螺母手柄提起，使床鞍停止移动。

⑤摇动床鞍手柄，使其复位。重复进行练习，直至熟练。

图2-41 用开合螺母车螺纹的进给动作

操作提示：

提、压开合螺母应果断、有力。

提开合螺母法车螺纹动作过程可归纳为：

床鞍、溜板箱纵向退出工件端面→中滑板横向进给→压下开合螺母车削螺纹→提起开合螺母→横向退出中滑板。

2）倒顺车法空程操作练习。当丝杠螺距与工件的螺距不成整数倍时，必须采用倒顺车法，否则车出的螺纹就乱牙。

①移动床鞍，使车刀横向离开工件外圆（以练习时碰不到工件为宜），纵向靠近工件右端，开动车床，合上开合螺母，一手向上提起操纵杆，另一手握中滑板手柄，如图2-42所示。当刀尖离设定的退刀位置距离为2～3mm时，做退刀准备。

②当车刀进入退刀位置时，迅速退出中滑板，并向下推操纵杆，使主轴反转，车刀退向起始位置。

③当车刀退至起始位置时，向上提起操纵杆，使主轴停转。

操作提示：

在进行进、退刀操作时，要精力集中，眼睛盯住刀尖，动作果断，在刹那间先退刀后停车，进、退刀动作要反复练习。

进、退刀动作过程可归纳为：

进刀（中滑板刻度控制背吃刀量）→操纵杆向上，主轴正转，纵向进给车螺纹→车刀横向退刀→操纵杆向下，主轴反转，床鞍复位→操纵杆放中间，主轴停止转动。

3）倒顺车法车普通外螺纹M20×1.5。

①把螺纹车刀摇至工件端面外，开动车床使车刀与工件外圆轻轻接触，然后移动床鞍使车刀退至工件端面外20～30mm处，停车把中滑板刻度盘刻度调至零位。

②将主轴转速调至200r/min。

第一刀：中滑板顺时针摇过5格（0.25mm），按下开合螺母手柄，使开合螺母与丝杠啮合到位。开动车床使车刀在工件表面车出一条浅螺旋线，到螺旋线终止处横向快速退刀，同时开倒车使螺纹车刀退至起点处停车。摇动中滑板回到第一次进给的位置，作为下一次进给的起点。

第二刀：中滑板顺时针摇过4格（0.20mm），重复车螺纹的操作，车刀回到起点，摇动中滑板回到第二次进给的位置，作为下一次进给的起点。

第三刀：中滑板顺时针摇过3格（0.15mm），……

第四刀：中滑板顺时针摇过两格（0.10mm），……

第五刀：中滑板顺时针摇过1格（0.05mm），……

第六刀：中滑板顺时针摇过1格（0.05mm），……

（5）普通外螺纹的测量

1）单项测量。

图2-42 用倒顺车法车螺纹进刀动作

①螺距的测量。螺距常用钢直尺、游标卡尺或螺距规检测，如图2-43所示。检查时应多测几个螺距，一般细牙螺纹量10个螺距长度，如螺距较大，可量4～5个螺距的

图2-43 检测螺距

a）用钢直尺检测 b）用游标卡尺检测 c）用螺距规检测

②大径的测量。外螺纹的大径误差比较大，用游标卡尺或千分尺测量。

③中径的测量。用螺纹千分尺测量。螺纹千分尺的刻线原理和读数方法与千分尺相同。测量时把与螺纹牙型角相同的上、下两个测量头正好卡在螺纹的牙侧上进行测量，所得到的读数就是螺纹中径的实际尺寸，如图2-44所示。

④牙型角的测量。螺纹的牙型角用螺纹样板或牙型角样板来检验。

2）综合检验。用螺纹量规对螺纹各主要参数进行综合性检验。外螺纹用螺纹环规检验，如图2-45所示。螺纹环规分为通规和止规。用螺纹环规对普通外螺纹进行检测时，如果通规能旋入而止规不能旋入，则说明螺纹合格。在测量时如发现通规难以旋入，应对螺纹的直径、牙型、螺距和表面粗糙度值进行检测，不可强拧环规旋入。有退刀槽的螺纹，检查时环规应通过退刀槽和台阶平面靠平。

图2-44 普通螺纹中径的测量

a）螺纹千分尺 b）测量方法

1—尺架 2—砧座 3—下测量头 4—上测量头 5—测微螺杆

图2-45 用螺纹环规综合检验外螺纹

a）螺纹环规 b）用环规检测外螺纹

对加工的外螺纹的大径、中径进行测量，用螺纹环规综合检验。如果大径和中径尺寸分别合格，或环规的通规能够通过外螺纹而止规不能通过，则表明螺纹合格。

步骤8：车断

用4mm车断刀进行车断，车断长度66mm。

步骤9：调头装夹，平端面、倒角

调头、垫铜皮装夹ϕ30mm外圆，使台阶面靠在卡爪端面上；平端面，保证长度65mm；倒角C1；加工完毕，卸下工件，终检，车床手柄复位。

操作提示：

1）初学车削螺纹应采用低速，并做好空行程练习。

2）使用提按开合螺母法车削螺纹时，开合螺母按下时应与丝杠吻合到位，如感到未吻合好，应立即提起开合螺母，重新进行。

3）车铸铁螺纹时，径向进给不要太大，否则会使螺纹牙尖掉裂。在车最后几刀时，采取微量进给法，以车光螺纹侧面。

4）车削无退刀槽的螺纹时，螺纹收尾应在1/2圈左右，要达到此要求应先退刀后提开合螺母，且每次退刀位置应大致相同，否则会撞掉刀尖。

5）车刀应对准工件旋转中心，并用样板把刀对正。中途换刀或磨刀应对刀，以防乱牙。

6）车螺纹进刀时，必须注意中滑板手柄刻度盘不要多摇一圈，否则会发生危险或损坏刀具、工件。

7）用倒顺车法车削螺纹时，换向不能太快，否则机床会受瞬时冲击，容易损坏机件。在卡盘与主轴连接处必须安装保险装置，以防卡盘反转时从主轴上脱落。

8）当工件旋转时，不准用手摸或用棉纱去擦螺纹，以防伤手。

9）检查或调整交换齿轮时，必须先停车后切断电源进行，调整后要装好防护罩。

项目小结

完成螺纹轴的车削后，进一步巩固了车端面、外圆面、台阶面、倒角及刃磨45°车刀、90°车刀和车槽（断）刀的基本技能，获得了刃磨普通外螺纹车刀、车退刀槽和车削普通外螺纹及检测普通外螺纹的技能。

车削窄槽时，槽的宽度由车刀主切削刃的宽度保证，装夹车刀时必须使主切削刃与工件外圆素线平行，保证车出的槽底平直。装夹车刀时，刀尖的高度略低于工件回转中心，使车刀容易切入工件，车槽时可选择较高的主轴转速。

普通螺纹的牙型为三角形，牙型角为60°，其参数有大径（公称直径）、中径、小径、牙型角、牙型半角、螺距、导程和螺纹升角等。低速车削普通螺纹时选用高速钢螺纹车刀，高速车削普通螺纹时选用硬质合金螺纹车刀。在刃磨螺纹车刀时要保证刀尖角的正确，并用普通螺纹对刀样板进行检查。安装螺纹车刀时应使刀尖与主轴轴线等高，并使用对刀样板保证刀尖角的平分线与工件轴线垂直。车螺纹前应对车床进行调整，使中、小滑板与镶条之间的间隙适当，开合螺母松紧适度。车削外螺纹前的外圆直径应比螺纹大径小些，当螺距为1.5～3.5mm时，车削螺纹前的外径一般可以减小0.2～0.4mm。螺纹车削中，当车床丝杠螺距与工件螺纹的螺距不是整数倍时，采用倒顺车法车削就可避免产生螺纹乱牙。当不会产生乱牙时，可采用提开合螺母法车削螺纹。螺纹的检测方法有单项测量和综合检验，螺纹大径公差较大，可用游标卡尺测量；螺距可用钢直尺或螺纹样板检测；螺纹中径用螺纹千分尺检测；用螺纹环规对外螺纹进行综合检验，确定其是否合格。

螺纹车削中，操作者动作要熟练、果断，思维应敏捷，做到安全、规范操作。

项目评价

螺纹轴车削成绩评定见表2-6。

表2-6 螺纹轴车削成绩评定