第五章车螺纹和蜗杆

§5-3车矩形螺纹、梯形螺纹
知识目标
1.掌握矩形螺纹基本要素的尺寸计算。
2.了解矩形螺纹的车削方法。
§5-3车矩形螺纹、梯形螺纹
矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形是应用很广泛的传动 螺纹，其工作长度较长，精度要求较高，而且导程和 螺纹升角较大，所以要比车削三角形螺纹困难
一、矩形螺纹、梯形螺纹的基本要素计算
P=4～12mm：先用直进法粗车，两侧各留0.2～
0.4mm的余量，再用精车刀采用直进法精车。（见课本 图5—23a） P＞12 mm：粗车时用刀头宽度较小的矩形螺纹车 刀采用直进法切削，精车时用两把类似左右偏刀的精 车刀，分别精车螺纹的两侧面（见课本图5—23b）。 但是，在车削过程中，要严格控制牙槽宽度。
§5-3车矩形螺纹、梯形螺纹
2.梯形螺纹ห้องสมุดไป่ตู้刀
（1）高速钢梯形外螺纹粗车刀 车刀刀尖角应小于螺纹牙型角30′，为了便 于左右切削并留有精车余量，刀头宽度小于牙 槽底宽W。
高速钢梯形外螺纹粗车刀
§5-3车矩形螺纹、梯形螺纹
（2）高速钢梯形外螺纹精车刀
车刀背前角p=0°,车刀刀尖角等于牙型角，为了保证 两侧切削刃切削顺利，都磨有较大前角（12°～16°）的 卷屑槽。但在使用时必须注意，车刀前端切削刃不能参加 切削。该车刀主要用于精车梯形外螺纹牙型两侧面。
1.矩形螺纹基本要素的尺寸计算 矩形螺纹也称方牙螺纹，是一种非标准螺纹。因此， 在零件图上的标记为“矩形公称直径×螺距”，如： 矩形40×6。矩形螺纹的牙型如下图所示，各基本要素 计算公式见表2。
§5-3车矩形螺纹、梯形螺纹
表2 矩形螺纹各基本要素的计算公式
基本要素 牙型角 牙型高度 外螺纹大径 外螺纹小径 外螺纹槽宽 外螺纹牙宽 牙顶间隙 符 号 α h1 d d1 b a 计算公式 α =0° h1=0.5p+ac 公称直径 d1=d-2h1 b=0.5p+(0.02～0.04) a=P-b
ac
ac
=0.1～0.2
矩形螺纹的牙型
§5-3车矩形螺纹、梯形螺纹
例：车削矩形30×6的丝杠，求矩形螺纹 基本要素的尺寸。
解：已知螺纹的公称直径为d=30mm，螺距 P=6mm，取 a c =0.15mm。根据表2中的公式 h1=0.5P+ a c =3mm+0.15mm=3.15mm d1=d-2h1=30mm-2×3.15mm=23.7mm b=0.5P+(0.02～0.04) =0.5×6mm+0.03mm=3.03mm a=P-b=6mm-3.03mm=2.97mm
§5-2 车三角形螺纹
3、三角形内螺纹车刀
（1）高速钢三角形内螺纹车刀（见课本图5-13） （2）硬质合金内螺纹车刀（见课本图5-14） 特点：内螺纹车刀除了其刀刃几何形状应具有 外螺纹 车刀的几何形状特点外，还应具有内孔车刀的特点。
三、三角形螺纹的车削方法
1、低速车削 车刀选择：高速钢螺纹车刀（粗车刀、精车刀） 特点：精度高、表面粗糙度值小，但效率低。
3.哪几种螺纹的牙型是三角形？
普通螺纹、英制螺纹和管螺纹的牙型都是三角 形，所以统称为三角形螺纹。
M20×1.5
§5-2 车三角形螺纹
一、三角形螺纹的尺寸计算
1.普通螺纹的牙型和尺寸计算 普通螺纹是应用最广泛的一种三角形纹。 种类：粗牙普通螺纹，细牙普通螺纹 牙型角：60°
普通螺纹的牙型
§5-2 车三角形螺纹
表1 普通螺纹基本要素的计算公式
基本参数 外螺纹 内螺纹 计算公式
牙型角
螺纹大径 螺纹中径 d d2
α
D D2
α =60°
d=D d2=D2=d-0.6495P
牙型高度
螺纹小径 d1
h1
D1
h1=0.5413P
d1=D1=d-1.0825P
§5-2 车三角形螺纹
2.英制螺纹
牙型角：55°（美制螺纹为60°） 公称直径：指内螺纹的大径，用in表示。 螺距P：以1 in（25.4mm）中的牙数n表示，如1 in中有 12牙，则螺距为1/12in。 英制螺距与米制螺距的换算如下：
高速钢梯形外螺纹精车刀
§5-3车矩形螺纹、梯形螺纹
（3）硬质合金梯形外螺纹车刀
为了提高效率，在车削一般精度的梯形螺 纹时，可使用硬质合金车刀进行高速车削。 （见课本图5-20） 高速车削螺纹时，由于三个切削刃同时切 削，切削力较大，易引起振动；并且当刀具 前面为平面时，切屑呈带状排出，操作很不 安全。为此，可在前面上磨出两个圆弧，见 课本图5—21。
§5-2 车三角形螺纹
（3）螺纹车刀的刚度 车外螺纹时，切削用量可选 得较大；车内螺纹时，刀柄刚度较低，切削用量宜 取小些。 （4）进刀方式 直进刀法车削时，切削用量可取小 些；斜进刀法和左右切削法车削时，切削用量可取 大些。
六、车螺纹时乱牙的预防
1.产生乱牙的原因 当丝杠转一转时，工件未转过 整数转是产生乱牙的主要原因 。 2.预防乱牙的方法 常用的预防乱呀的方法是开到顺车。
§5-3车矩形螺纹、梯形螺纹
（4）梯形内螺纹车刀
梯形内螺纹车刀几何形状和三角形内螺纹车 刀基本相同，只是刀尖角应刃磨成30°。
梯形内螺纹车刀
§5-3车矩形螺纹、梯形螺纹
三、矩形螺纹、梯形螺纹的车削方法
1.矩形螺纹的车削方法 方法：低速车削。 P＜4mm：用直进法不分粗、精车，使用一把车刀
车削完成。
2、高速车削
车刀选择：硬质合金车刀 切削速度：提高15～20倍 车削方法:直进法车削 特点：提高生产率，在工厂中已被广泛采用。 注意：车削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少 0.2～0.4mm。
螺纹种类和丝杠、 光杠变换手柄
进给量和螺距 变换手轮
刃磨矩形螺纹车刀应注意以下问题： （1）精车刀的主切削刃宽度直接决定着螺纹 的牙槽宽，其主切削刃宽度b=0.5P+(0.02～ 0.04)mm。 （2）为了使刀头有足够的强度，刀头长度L 不宜过长，一般取L=0.5P+(2～4)mm。 （3）矩形螺纹的螺纹升角一般都比较大，刃 磨两侧后角时必须考虑螺纹升角的影响。 （4）为了减少螺纹牙侧的表面粗糙度，在精 车刀的两侧面切削刃上应磨有b′=0.3～ 0.5mm修光刃。
在螺纹的标记中，细牙普通螺纹的螺距必须注出， 而粗牙普通螺纹的螺距一般不标注。右旋螺纹不标注， 左旋螺纹要求标注。
常用螺纹的标记详见课本表5-1。
§5-1 螺纹基础知识
例1
粗 牙 普 通 螺 纹
M 10 LH - 6g - L
公 称 直 径 左 旋 中 径 和 顶 径 公 差 长 旋 合 长 度
§5-1 螺纹基础知识
（1）高速钢三角形外螺纹车刀 其形状如课本图5-11所 示。为了车削顺利，粗车刀应选用较大的背前角 （p=15°）。为了获得较正确的牙型，精车刀应选用较 小的背前角（p=6°～10°）。 （2）硬质合金三角形外螺纹车刀 硬质合金三角形外螺纹车刀的几何形状如课本图5— 12所示，在车削较大螺距（P＞2mm）以及材料硬度较 高的螺纹时，在车刀两侧切削刃上磨出宽度为b1=0.2 ～0.4mm的倒棱。
1.牙型角 相邻两牙侧的夹角。 2.牙型高度 h1 牙顶到牙底在垂直于螺纹轴线方向上的距离。
a）内螺纹
b）外螺纹
§5-1 螺纹基础知识
3.螺纹大径 （d ，D ） 4.螺纹小径 （ d ,D） 5.螺纹中径 D） （d ， 6.螺纹公称直径
1
1
2
2
螺纹大径尺寸。
a）内螺纹
b）外螺纹
7.螺距P
相邻两牙在中径线上对应点间的轴向距 离。
进给量和螺距变 换手柄
§5-2 车三角形螺纹
四、车内螺纹前孔径的确定
车三角形内螺纹时，因车刀切削时的挤压作用，内孔 直径（螺纹小径）会缩小，在车削塑性金属时尤为明显， 所以车削内螺纹前的孔径D孔应比内螺纹小径D1的基本尺 寸略大些。车削普通内螺纹前的孔径可用下列近似公式 计算： 车削塑性金属的内螺纹时：D孔≈D-P 车削脆性金属的内螺纹时：D孔≈D-1.05P 式中 D孔——车内螺纹前的孔径（mm）； D ——内螺纹的大径（mm）； P ——螺距（mm）。
§5-1 螺纹基础知识
知识目标
1.掌握螺纹的基本要素和标记。 2.了解螺纹的种类。
§5-1 螺纹基础知识
螺纹实物
§5-1 螺纹基础知识
一、螺纹的基本要素
牙型：是在通过螺纹轴线剖面上的螺纹轮廓形状。
30º 15º 3º 30º
矩形螺纹
三角形螺纹 M
梯形螺纹 Tr
锯齿形螺纹 B
§5-1 螺纹基础知识
§5-1 螺纹基础知识
二、螺纹的分类
粗牙普通螺纹 普通螺纹 细牙普通螺纹 紧固螺纹（三角形） 小螺纹（公称直径范围0.3～1.4mm）
螺纹
英制螺纹 55°非密封管螺纹 管螺纹 （三角形） 55°密封管螺纹 60°密封管螺纹 米制锥螺纹 梯形螺纹 传动螺纹 锯齿形螺纹 矩形螺纹 圆螺纹 专门用途螺纹
§5-3车矩形螺纹、梯形螺纹
2.梯形螺纹的尺寸计算
种类：米制螺纹、英制螺纹。 牙型角：30°
梯形螺纹的牙型
§5-3车矩形螺纹、梯形螺纹
梯形螺纹基本要素的名称、代号及计算公式
§5-3车矩形螺纹、梯形螺纹
二、矩形螺纹车刀
1.矩形螺纹车刀 矩形螺纹车刀 与车槽刀十分相 似，其几何形状 如右图所示。
§5-3车矩形螺纹、梯形螺纹
车工工艺学
第五章 车螺纹和蜗杆
第五章 车螺纹和蜗杆
§5-1 螺纹基础知识 §5-2 车三角形螺纹 §5-3 车矩形螺纹、梯形螺纹
§5-4 车蜗杆
教学目的和要求
掌握各种螺纹和米制蜗杆的代号、规格 以及各部分尺寸的计算方法。了解车螺 纹时交换齿轮的变换方法。 能合理选择螺纹和蜗杆车刀的几何参数， 掌握其装刀方法和车削方法。 重点：普通螺纹各部分尺寸计算、普 通螺纹车刀的几何形状。 难点是车刀角度和车削方法。
英制螺纹1 in内牙数及各基本要素的尺寸，可从有关 手册中查出。 在我国设计新产品时不使用英制螺纹，只有在某些进 口设备中和维修旧设备时应用。
§5-2 车三角形螺纹
3、管螺纹
管螺纹：是在管子上加工的特殊的细牙螺纹， 其使用范围仅次于普通螺纹。
牙型角：55°、60°。 种类：55°非密封管螺纹 55°密封管螺纹 60°密封管螺纹 米制锥螺纹（使用不普遍） 管螺纹的牙型和应用见课本表5-7。
§5-1 螺纹基础知识
补充：旋向
顺时针旋转时旋入的螺纹称为右旋螺纹 逆时针旋转时旋入的螺纹称为左旋螺纹
§5-1 螺纹基础知识
三、螺纹的标记
普通螺纹分粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹。
细牙螺纹较粗牙螺纹牙型高度小，相同公称直径时， 细牙普通螺纹比粗牙普通螺纹的螺距小，细牙普通螺 纹多用于精密零件和薄壁零件上。
§5-2 车三角形螺纹
车削方法：直进法、斜进法、左右切削法。
示图
方法 加工 特点 适用场合
直进法
容易产生扎刀， 但是能够获得正 确的牙型角。
斜进法
不易扎刀，用斜进 法粗车后，必须用 左右法精车。
左右切削法
不易产生扎刀，但 小滑板的左右移动 量不宜太大。
P<2.5
P>2.5
P>2.5
§5-2 车三角形螺纹
§5-2 车三角形螺纹
五、车削三角形螺纹时切削用量的选择
1、车削三角形螺纹时的切削用量 切削速度、背吃刀量。（详见课本表5-10）
2、车削三角形螺纹时切削用量的选择原则
（1）工件材料 加工塑性金属时，切削用量应相应 增大；加工脆性金属时，切削用量应相应减小。 （2）加工性质 粗车螺纹时，切削用量可选得较大； 精车时切削用量宜选小些。
§5-2 车三角形螺纹
二、三角形螺纹车刀
1、刀尖角
种类： r= 60°（可车削普通套螺纹、 60° 密封管 螺纹和米制锥螺纹）
55°（可车削英制螺纹、 55° 非密封管螺 纹和55° 密封管螺纹） 下面以刀尖角
r
r=
r=
60°的三角形螺纹车刀为例进行介绍。
§5-2 车三角形螺纹
2、三角形外螺纹车刀
§5-1 螺纹基础知识
8.导程 Ph
导程是指同一条螺纹线 上相邻两牙在中径线上对 应两点间的轴向距离。
Ph nP
单线螺纹 纹
多线螺
9.螺纹升角
在中径圆柱或中径圆锥 上，螺旋线的切线与垂直 于螺纹轴线的平面的夹角 称为螺纹升角。 Ph nP tan d 2 d 2
螺旋线
螺纹升角
例2
M 20 × 1 – 6H 7H
细 粗 牙 普 通 螺 纹 公 称 直 径 螺 距
中 径 公 差 顶 径 公 差
§5-2 车三角形螺纹
知识目标
1.掌握三角形螺纹的尺寸计算和车削方法。
2.合理选择螺纹车刀的几何参数。
§5-2 车三角形螺纹
温故知新
1.螺纹的基本要素？ 2.说出螺纹标记含义：M16LH