数控车工论文(梯形螺纹加工)

数控车高级技师论文

浅谈使用数控车床加工梯形螺纹

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摘要：在机床制造业中，梯形螺纹丝杠和螺母的应用较为广泛，它不仅用来传递一般的运动和动力，而且还要精确地传递位移，如车床的尾座、各种机床的进给机构、千斤顶、压力机等等。梯形螺纹具有传动效率高、传动平稳可靠和加工方便等优点，且能够满足传动螺纹的使用要求。

梯形螺纹联接属间隙配合性质，在中径、大径、小径处都有一定的保证间隙，用以储存润滑油。

米制普通螺纹牙型是三角形，牙型角度为60度；米制梯形螺纹牙型为等腰梯形，角度为30度。普通螺纹只是起到连接紧固作用，梯形螺纹主要用于传动和位置调整装置中。

关键词：梯形螺纹、配合、分析、加工

1.梯形螺纹基本牙型

梯形螺纹的特点是内、外螺纹仅中径公称尺寸相同，而小径和大径的公称尺寸不同，这与普通螺纹是不一样的。梯形螺纹的牙型与基本尺寸按GB 5796.4—2005规定，基本尺寸的名称，代号及关系式见图1所示。各直径基本尺寸系列可参阅相关国家标准。直径和螺距见表6（梯形螺纹直径与螺距系列mm）所示。

表一图一

公称直径：代表螺纹尺寸的直径。

大径：外螺纹的顶径、内螺纹的底径。

小径：外螺纹的底径、内螺纹的顶径。

中径：一个假想圆柱或圆锥的直径，该圆柱或圆锥的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。

牙型角：在螺纹牙型上，两相邻牙侧间的夹角。

螺距：相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

螺纹精度：由螺纹公差带和旋合长度共同组成的衡量螺纹质量的综合指标。

右旋螺纹：顺时针旋转时选入的螺纹。

左旋螺纹：逆时针旋转时选入的螺纹。

完整螺纹：牙顶和牙底具有完整形状的螺纹。

不完整螺纹：牙底完整而牙顶不完整的螺纹。

螺尾：向光滑表面过渡的牙底不完整的螺纹。

有效螺纹：由完整螺纹和不完整螺纹组成的螺纹，不包括螺尾。

单一中径：牙型上沟槽宽度等于1/2基本螺距的地方。

作用中径：在规定的旋合长度内，恰好包容实际螺纹的一个假想螺纹的中径，这个假想螺纹具有理想的螺距、螺纹半角、及牙型高度，并在牙顶和牙底留有间隙，不与实际螺纹大、小径发生干涉。

2.梯形螺纹公差配合

2.1公差带的选用

由于国标GB 5796.4一2005《梯形螺纹公差》是一般用途的传动螺纹，其加工工艺和检测方法与普通螺纹极为相似，所以采用了与普通螺纹相同的公差原则。为此，普通螺纹中有关的牙型公差带、作用中径、判断原则、公差结构等概念和原则均适用于梯形螺纹。

梯形螺纹精度由旋合长度和公差带共同构成，据此梯形螺纹精度分有中等和粗糙两个精度级别，见表2及表3。

由于标准对内螺纹小径D1和外螺纹大径d都只规定了一种公差带（4H，4h），外螺纹小径公差带位置只有h而公差等级数与外螺纹中径组合的公差等级数相同，故梯形螺纹公差带的选择是指中径公差带的选择。选择梯形螺纹公差带时，通常选中等精度级和中等旋合长度，只有当要求不高时，才选粗糙精度级。当有强度、平稳性要求时，可选长旋合长度。一般情况下，应选表7-9及表7-10规定的选用公差带。

2.2如何减少误差

内外梯形螺纹配合是由螺纹的中径尺寸来确定的，螺纹在加工过程中，不可避免地产生加工误差，对螺纹结合的互换性造成影响。

就螺纹中径而言，若外螺纹的中径比内螺纹的中径大，内、外螺纹将因干涉而无法旋合从而影响螺纹的可旋合性；若外螺纹的中径与内螺纹的中径相比太小，会使螺纹配合过松，降低螺纹连接的可靠性。

若要内外梯形螺纹达到较高的配合精度，加工时应注意以下几点：

1、梯形螺纹的中径必须与基准轴径同轴。

2、梯形螺纹的配合以中径定心，车削梯形螺纹时须保证中径尺寸公差。

3、梯形螺纹的牙型要正确。

4、梯形螺纹牙型两侧面的表面粗糙值要小。

5、外螺纹公称直径取下偏差，内螺纹公称直径取上偏差。

6、加工时要保证内外梯形螺纹的同轴度，需用百分表效正。

7、装刀具时要使用对刀样板，保证刀具的横切削刃与工件的轴线保持平行，刀尖略高于轴线。

3.梯形螺纹的标记

梯形螺纹的标记由梯形螺纹代号、公差带代号及旋合长度代号组成。梯形螺纹代号由表示梯形螺纹特征的字母“Tr”和表示梯形螺纹直径与螺距的数字组成，当旋合长度为长旋合长度时，应将组别代号L写在公差带代号的后面，并用“－”隔开。内外螺纹及螺纹副的标记见图二。

在装配图中,梯形螺纹的公差带要分别注出内\外螺纹的公差带代号,前面是内螺纹公差带代号,后面是外螺纹公差带代号,中间用斜

线分开.标记见图三。

4.梯形螺纹的测量方法 （1）综合测量法 用标准螺纹环规综合测量

图二

图三

（2）三针测量法这种方法是测量外螺纹中经的一种比较

图

四

精密的方法。适用于测量一些精度要求较高、螺纹升角小于4º的螺纹工件。测量时把三根直径相等的量针放在螺纹相对应的螺旋槽中，用千分尺量出两边量针顶点之间的距离M，如图四所示根据M值可以计算出螺纹中径的实际尺寸。

例：车Tr32×6梯形螺纹，用三针测量螺纹中径，求量针直径和千分尺读数值M？

量针直径 dD=0.518P=3.1mm

千分尺读数值M＝d2+4.864dD-1.866P

＝29+4.864×3.1-1.866×6

=29+15.08-11.20

=32.88mm

测量时应考虑公差，则M＝32.88 –0.118mm为合格。三针测量法采用的量针一般是专门制造的。

（3）单针测量法这种方法的特点是只需用一根量针，放置在螺旋槽中，用千分尺量出螺纹大径与量针顶点之间的距离A。

A=（M+d）/2

5.梯形螺纹刀具

制造螺纹车刀的材料有高速钢和硬质合金两种。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，加工的螺纹表面粗糙度小。但它的耐热性差，不宜高速车削。

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。数控车床一般选用硬质合金可转位车刀。

5.1梯形螺纹车刀的选择

梯形螺纹通常采用低速车削，一般选用高速钢材料。

（1）高速钢梯形螺纹粗车刀

为了便于左右切削并留有精车余量，刀头宽度应小于槽底宽W。

（2）高速钢梯形螺纹精车刀

车刀纵向前角γp=0°,两测切削刃之间的夹角等于牙型角。为了保证