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 + 1580 + 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：例用丝杠螺距 12mm的车床，直联丝杠车削每英寸 4 牙的英制螺纹，试计算交换齿轮。

例在丝杠螺距为每英寸 4 牙的英制车床上，直联丝杠车削螺距为 2 mm 的米制螺纹，试求交换齿轮。

根据公式（8-5）得：3 ．经进给箱变速时交换齿轮的计算在普通车床上，车削铭牌上没有螺距螺纹时，应根据车床上备有的齿轮，经过计算交换齿轮并配合进给箱的变速机构，也可以满足传动比的需要，车出符合要求的螺纹，其计算公式是：（8-6）C618 车床进给箱铭牌（部分）如下表 8 一 10 所示。

C618 车床备有的交换齿轮的齿数有： 36 , 44 , 45 , 48 , 70 , 80 , 90 , % , 120 , 127 等。

若上述齿轮仍不能满足需要，应根据计算结果再制造新的齿轮。

例在 C618 车床上车削螺距为 5 . 5 mm 的螺纹，试求交换齿轮。

解：已知P＝ 5 . 5 mm在铭牌上选取 P铭二1.25mm表8-10 C618 车床进给箱铭牌（部分）应当注意：安装交换齿轮时，为了安全一定要切断电源；保证齿轮之间有0.1－0.2的啮合间隙;加注润滑脂，保证套和心轴之间的正常润滑。

四、车削三角螺纹车削三角螺纹的方法有低速车削和高速车削两种。

低速车削使用高速钢螺纹车刀，高速车削使用硬质合金螺纹车刀。

低速车削精度高，表面粗糙度值小，但效率低。

高速车削效率高，能比低速车削提高 15 一 20 倍，只要措施合理，也可获得较小的表面粗糙度值。

因此，高速车削螺纹在生产实践中被广泛采用。

1 ．车削三角形外螺纹( l ）低速车削三角形螺纹低速车削三角螺纹的进刀方法有直进法、左右车削法和斜进法（图8 一 17 ）三种。

①直进法车削时只用中滑板横向进给，在几次行程中把螺纹车成形（图 8 一17a ）。

直进法车削螺纹容易保证牙形的正确性，但这种方法车削时，车刀刀尖和两侧切削刃同时进行切削，切削力较大，容易产生扎刀现象，因此只适用于车削较小螺距的螺纹。

图8-17 车螺纹时的进刀方法②左右切削法车削螺纹时，除直进外，同时用小滑板把车刀向左、右微量进给（俗称赶刀），几次行程后把螺纹车削成形（图 8 一 17b ）。

采用左右切削法车削螺纹时，车刀只有一个侧面进行切削，不仅排屑顺利，而且还不易扎刀。

但精车时，车刀左右进给量一定要小，否则易造成牙底过宽或牙底不平。

③斜进法粗车时为操作方便，除直进外，小滑板只向一个方向作微量进给，几次行程后把螺纹车成形（图8 一17c ）。

图8-18 弹性刀杆螺纹车刀采用斜进法车削螺纹，操作方便、排屑顺利，不易扎刀，但只适应于粗车，精车时还必须用左右切削法来保证螺纹精度。

( 2 ）高速车削三角螺纹高速车削三角形螺纹，只能采用直进法，而不能采用左右切削法，否则会拉毛牙形侧面，影响螺纹精度。

高速车削时，车刀两侧刃同时参加切削，切削力较大，为防止振动及扎刀现象，可使用图 8 一 18 所示的弹性刀杆。

高速车削的进给次数可参阅下表提供的数据。

高速车削三角螺纹时，由于车刀对工件的挤压力很大，容易使工件胀大，所以车削螺纹前工件的外径应比螺纹的大径尺寸小，当车削螺距为 1 . 5 mm 一 3 . 5mm的工件时，工件外径尺寸可车小 0 . 15 mm 一 0 . 25 mm 。

2 ．车削三角形螺纹车削三角形螺纹的方法和车削外螺纹的方法基本相同，只是车削螺纹要比车削外螺纹困难得多。

( l ）车螺纹前孔径的计算车削塑性材料的金属时： D孔＝d 一P (8-7) 车削脆性材料的金属时： D孔＝d 一1.05P(8-8)例需要在铸铁工件上车削 M24 × 1 . 5 的螺纹，试计算车削螺纹之前孔径应车成多大？解：铸铁为脆性材料，根据公式（ 8 一 8 ）得：( 2 ）车削螺纹时的注意事项①螺纹车刀两侧刃的对称中心线应与刀杆中心线垂直，否则车削时刀杆会碰伤工件。

②车削通孔螺纹时，应先把孔、端面和倒角车好再车螺纹，其进刀方法和车削外螺纹完全相同。

③车削盲孔螺纹时一定要小心，退刀和工件反转动作一定要迅速，否则车刀刀头将会和孔底相撞。

为控制螺纹长度，避免车刀和孔底相碰，最好在刀杆上作出标记（缠几圈线），或根据床鞍纵向移动刻度盘控制行程长度。