车削螺纹的计算

8－2三角螺纹的计算

一、三角螺纹的尺寸计算

1 ．普通三角螺纹的尺寸计算普通三角螺纹牙形如图、尺寸计算公式参看下表。例：

试计算三角螺纹 M20 xZ 的牙形高

2 ．英制三角螺纹的尺寸计算英制三角螺纹的牙形如图 6 一 10 ，尺寸计算公式见表 6 一

3 。

二、三角形螺纹车刀

1 ．对螺纹车刀的要求螺纹车刀属于成形刀具，要保证螺纹牙形精度，必须正确刃磨和安装车刀。对螺纹车刀的要求主要有以下几点：

( 1 ）车刀的刀尖角一定要等于螺纹的牙形角。

( 2 ）精车时车刀的纵向前角应等于零度；粗车时允许有 5 o一15o的纵向前角。

( 3 ）因受螺纹升角的影响，车刀两侧面的静止后角应刃磨得不相等，进给方向后面的后角较大，一般应保证两侧面均有 3o一 5o的工作后角。

( 4 ）车刀两侧刃的直线性要好。

2 ．普通三角螺纹车刀

车刀从材料上分有高速钢螺纹车刀和硬质合金螺纹车刀两种。

( l ）高速钢螺纹车刀高速钢螺纹车刀刃磨方便、切削刃锋利、韧性好，能承受较大的切削冲击力，车出螺纹的表面粗糙度小。但它的耐热性差，不宜高速车削，所以常用

来低速车削或作为螺纹精车刀。高速钢螺纹车刀的几何形状如图8－10所示。

高速钢三角螺纹车刀的刀尖角一定要等于牙形角。当车刀的纵向前角0o时，车刀两侧刃之间夹角等于牙形角；若纵向前角不为 O o时，车刀两侧刃不通过工件轴线，车出螺纹的牙形不是直线而是曲线。当车削精度要求较高的三角螺纹时，一定要考虑纵向前角对牙形精度的影响。为车削顺利，纵向前角常选在 5 o一 15o之间，这时车刀两侧刃的夹角不能等于牙形角，而应当比牙形角小 30 ’一 1o30’。

应当注意．纵向前角不能选得过大，若纵向前角过大，不仅影响牙形精度，而且还容易引起扎刀现象。

车螺纹时，由于螺纹升角的影响，造成切削平面和基面的位置变化，从而使车刀工作时的前角和后角与车刀静止时的前角和后角不相等。螺纹升角越大，对工作时的前角和后角影响越明显。

当车刀的静止前角为零度时，螺纹升角能使进给方向一侧刀刃的前角变为正值，而使另一侧前角变为负值，使切削不顺利、排屑也困难。为改善切削条件，应采取垂直装刀方法，即让车刀两侧刃组成的平面和螺旋线方向垂直，使两侧刃的工作前角均为零度；或在车刀前刀面上沿两侧切削刃方向磨出较大前角的卷屑槽。

螺纹升角能使车刀沿进给一方的工作后角变小，而使另一面的工作后角增大，为切削顺利，保证车刀强度，车刀刃磨时，一定要考虑螺纹升角的影响，把进给方向一面的后角磨成工作后角加上螺纹升角，即（ 3o一 5o ）＋Ψ；另一面的后角磨成工作后角减去一个螺纹升角，即（ 3o一 5o ）－Ψ。

( 2 ）硬质合金螺纹车刀

硬质合金螺纹车刀的硬度高、耐磨性好、耐高温，但抗冲击能力差。车削硬度较高的工件时，为增加刀刃强度，应在车刀两切削刃上磨出宽度为 0 . 2 mm 一 0 . 4 mm 的负倒棱。高速车削螺纹时，因挤压力较大会使牙形角增大，所以车刀的刀尖角应磨成 59o30 ' ，硬质合金车刀的几何形状如图 8一12 所示。

8-11 高速钢外螺纹车刀

三、车螺纹时交换齿轮的计算

车削螺纹时，一般都是根据图样上工件的螺距（或导程），在进给箱的铭牌上查出和工件螺距相同的数值，然后把几个手柄扳置在对应的位置上即可开始车削。但是，在车削非标准螺距螺纹、精密螺纹或铭牌上没有螺距的螺纹时，都必须计算交换齿轮，正确安装交换齿轮才能满足车削的需要。 1 ．直联丝杠时交换齿轮的计算

图8－12 硬质合金三角螺纹车刀

车削螺纹时的传动过程如图8－13所示，其具体传递步骤是：主轴三星齿轮（如图8-13所示，不改变传动比，只改变丝杠转向）交换齿轮（改变传动比）进给箱（直联丝杠）经开合螺母至床鞍刀架（车螺纹）

图8－13 直联丝杠车螺纹传动过程示意图

车削螺纹时,车刀的进给量必须等于工件的螺距(或导程), 即工件转一圈车刀沿纵向移动的距离正好等于工件的螺距（或导程）。

交换齿轮的计算：由图8-15可以看出交换齿轮的传动比、工件螺距和和丝杠螺距、工件转数和丝杠转数之间的关系。如丝杠螺距为6mm，车削工件的螺距也为6mm时，工件

转一圈丝杠也正好转一圈，即工件螺距×工件转速=丝杠转速×丝杠螺距，也就是1×6=1×6若车削工件螺距为2mm时，工件转3转而丝杠转1转，同样有工件螺距×工件转速=丝杠转速×丝杠螺距，即：2×3=1×6;若车削工件螺距为1mm时，工件转6转而丝杠转1转，仍然是工件螺距×工件转速=丝杠转速×丝杠螺距，即1×6=1×6。

图8-14 三星齿轮图8-15 导程大小与传动比的关系

（8-5）

根据公式（ 8一 5 ）计算交换齿轮时，有时只需要一对齿轮就可满足传动比的称为单式轮系（图 8 一 16a ）。如采用单式轮系无法满足传动比时，需要用两对齿轮搭配才能获得正确传动比的称为复式轮系（图 8 一 16b ）。在无进给箱车床上备有的交换齿轮

的齿数有： 20 , 25 , 30 , 35 , 40 , 45 , 50 , 55 , 60 , 65 , 70 , 75 , 80 , 85 , 90 , 95 , 100 , 105 , 110 , 120 , 127 等。

2 ．交换齿轮的搭配原则有时计算出来的复式轮系虽然速比正确，但不一定都能在交换齿轮架上正确啮合，不是一个齿轮顶在另一个齿轮的轴上，就是另一对齿轮啮合不上，因此采用复式轮系时，必须符合下列两条搭配原则：

图8-16 单式轮系和复式轮系

应当注意：有些车床交换齿轮架z1 的心轴距车床主轴距离较近，若：z1选得太大，很可能会使z1，顶在主轴上，或者根本装不上，因此：z1的齿数应不大于 80 。

例若计算出的复式轮系 z1 = 20 、 z2 = 40 、 z3＝ 80 、 z4＝ 100 ，问它们能否搭配？

解： 20 + 40 < 80 + 15

80 + 100 > 40 + 15

因只符合一条搭配原则，所以不能搭配。

如果计算出的交换齿轮不符合搭配原则，应在不改变传动比的情况下，可以采用主动轮与主动轮或从动轮与从动轮互换位置，主动轮与主动轮或从动轮与从动轮之间互借倍数、主动轮与从动轮同时扩大或缩小相同的倍数等方法来解决。

例在丝杠螺距为 12 mm 车床上，直联丝杠车削螺距为 1 . 5 mm 的螺纹，试计算交换齿轮。解：根据公式（ 8 一 5 ）得：