项目六 加工螺纹 课件--2025-2026学年高一下学期《车工工艺与技能（第二版）》（劳保版）

项目六　加工螺纹 中国劳动社会保障出版社 任务一 车螺纹的准备 任务二 车普通外螺纹 目录 CONTENTS 任务三 用圆板牙套外螺纹 任务四 任务五 高速车削普通外螺纹 低速车削普通内螺纹 任务一 车螺纹的准备 中国劳动社会保障出版社 学习目标 1.能根据图样正确选用及刃磨普通外螺纹车刀。 2.能正确检测螺纹车刀的刀尖角。 3.能判断螺纹是否会产生乱牙并预防其发生。 4.能独立完成车床手柄和手轮位置的变换。 5.能熟练掌握提开合螺母法和开倒顺车法。 任务描述 下图所示为普通外螺纹轴,其中普通外螺纹是主要车削内容。要顺利完成螺纹的车削工作，就要具备加工螺纹的基本知识和基本技能。本任务就是车削螺纹前必须进行的操作准备。 普通外螺纹轴 零件图  实物图 车削螺纹前的操作准备 序号 内容 1 刃磨普通外螺纹车刀 2 判断螺纹是否会产生乱牙 3 根据螺距调整好车床相关手柄位置 4 调整中滑板、小滑板和开合螺母间隙，确保松紧适当 5 车削螺纹的操作练习 相关理论 一、车刀材料的选择 车削螺纹时，车刀材料选择得合理与否，对螺纹的加工质量和生产效率有很大的影响。 目前广泛采用的螺纹车刀材料一般有高速钢和硬质合金两类。 不同材料车刀的特点和应用场合 车刀种类 特点 应用场合 高速钢螺纹车刀 刃磨比较方便，容易得到锋利的切削刃，且韧性较好，刀尖不易崩裂，车出的螺纹表面粗糙度值较小，但高速钢的耐热温度较低 低速车削螺纹 硬质合金螺纹车刀 耐热温度较高，但韧性差，刃磨时容易崩裂，车削时经不起冲击 高速车削螺纹 二、螺纹车刀的几何参数 1.高速钢普通外螺纹车刀 对于三角形螺纹车刀，其几何角度一般按以下原则选择： （1）刀尖角 等于牙型角。车削普通螺纹时 =60°。 （2）对于高速钢螺纹车刀，为使切削顺利及提高表面质量，一般磨有0°～15°的背前角 。 （3）螺纹升角ψ对螺纹车刀工作后角的影响。车螺纹时，由于螺纹升角的影响，使车刀工作时的后角与车刀静止时的后角数值不相同。 （4）一般刀尖圆弧半径R=0.1P（P为螺距）。 　高速钢普通外螺纹 　车刀的几何角度 　 螺纹车刀前面刀尖角 的修正值 牙型角 背前角 29° 30° 40° 55° 60° 0° 29° 30° 40° 55° 60° 5° 28°54′ 29°53′ 39°52′ 54°49′ 59°49′ 10° 28°35′ 29°34′ 39°26′ 54°17′ 59°15′ 15° 28°03′ 29°01′ 38°44′ 53°23′ 58°18′ 20° 27°19′ 28°16′ 37°46′ 52°08′ 56°58′ 　　螺纹车刀左、右切削刃刃磨后角的计算公式 螺纹车刀的刃磨后角 左侧切削刃刃磨后角 右侧切削刃刃磨后角 车右旋螺纹 =（3°～5°)+ψ =（3°～5°) -ψ 车左旋螺纹 =（3°～5°) -ψ =（3°～5°)+ψ 2.刀具刀尖角的检查 刀具在刃磨过程中通常采用游标万能角度尺或对刀样板进行测量。例如，螺纹车刀的刀尖角一般用螺纹对刀样板通过透光法检查。根据车刀两切削刃与对刀样板的贴合情况反复修正，直到符合图样要求为止。 用螺纹对刀样板检查刀尖角 螺纹对刀样板　 检查方法的选择 三、车螺纹时乱牙的预防 车削螺纹时，一般要经过多次进给才能完成。加工过程中，若螺纹车刀的刀尖不在上一次车削的螺旋槽中央，就会把螺旋槽车乱，这种现象称为乱牙。 1.产生乱牙的原因 产生乱牙的原因是当丝杠转过一转时工件未转过整数转。 车削螺纹时，工件和丝杠都在旋转，车刀沿工件轴线方向进给，开合螺母提起后，车刀停止自动进给，若要再次进给，至少要等丝杠转过一转后才能重新合上开合螺母。当丝杠转过一转时，工件转过整数转，车刀刀尖刚好在原来切削过的螺旋槽内，则不会产生乱牙。如丝杠转过一转，而工件未转过整数转，车刀刀尖不在切削过的螺旋槽内，就会产生乱牙。 2.预防乱牙的方法 预防车螺纹时乱牙的方法一般是采用开倒顺车法，即在一次工作行程结束后，不提起开合螺母，把车刀沿径向退出后，将主轴反转，使螺纹车刀沿纵向退回，再进行第二次车削。这样反复车削螺纹过程中，因主轴、丝杠和刀架之间的传动没有分离，车刀刀尖始终在原来的螺旋槽中，所以不会产生乱牙。注意，此时中滑板做径向进给，小滑板保持不动。 1.识读普通外螺纹车刀图 高速钢普通外螺纹车刀的几何角度 粗车刀　 精车刀 2.普通外螺纹车刀的刃磨准备 任务实施 一、刃磨普通外螺纹车刀 3.普通外螺纹车刀的刃磨 普通外螺纹车刀刃磨准备（部分） 普通外螺纹车刀的刃磨步骤 步骤 内容 图示 步骤1：刃 磨进给方向后面 刃磨进给方向后面，控制刀尖半角 /2和后角 ，此时刀柄与砂轮圆周夹角约为 /2，面向外侧倾斜 +ψ,刀头上翘5° 步骤2：刃 磨背离进给方向后面 刃磨背离进给方向后面，以初步形成两刃夹角，控制刀尖角 和后角 ，刀柄与砂轮圆周夹角约为 /2，面向外侧倾斜 -ψ,刀头上翘5° 步骤 内容 图示 步骤3：精磨两后面 精磨两后面，车刀左侧进给方向后角 =10°～12°,右侧背离进给方向后角 =6°～8°,刀头仍上翘5°,以形成主后角5° 步骤4：用螺纹对刀样板测量刀尖角 用螺纹对刀样板测量刀尖角，测量时样板应与车刀基面平行，用透光法检查 检查两后面是否面光、刃直且后角正确 步骤5：粗磨及精磨前面 （1）粗磨前面，以形成粗车刀背前 =15° （2）精磨前面，以形成精车刀背前角 =0°～5° 刃磨方法是在离开刀尖、大于牙型深度处以砂轮边角为支点，夹角等于背前角，使火花最后在刀尖处磨出 步骤 内容 图示 步骤6：刃磨刀尖圆弧 刃磨刀尖圆弧，粗车刀刀尖圆弧为R0.5mm，精车刀刀尖圆弧为R0.2mm 操作提示 粗磨有背前角的螺纹车刀时，可先使刀尖角略大于牙型角，磨好背前角后，再修磨刀尖角。 刃磨高速钢螺纹车刀时应选用细粒度砂轮（如F80的白刚玉砂轮），刃磨时刀具对 砂轮的压力应小于一般车刀，并经常浸水冷却，以免退火。 刃磨切削刃时，车刀要在砂轮表面左右、上下移动，这样容易使切削刃平直。 刃磨时，操作者的站立姿势要正确。 磨削高速钢螺纹车刀时，两手握着车刀与砂轮接触的径向压力应小于硬质合金车刀。 一般情况下，刀尖角平分线应平行于刀柄中心线。 二、根据螺距调整车床相关手柄 在准备活动中，要特别注意根据被加工螺纹的螺距调整车床手柄和手轮的位置。 在CA6140型卧式车床上车削常用螺距（或导程）的螺纹时，根据工件螺距在进给箱铭牌上对应手柄和手轮的位置，把手柄拨到所需的位置上，核对好交换齿轮的齿数。 　CA6140 型卧式车床进给箱铭牌（部分） 车削M52×2螺纹时车床相关手柄和手轮位置的调整 步骤 手柄和手轮位置 步骤1：调整加大螺距及左、右螺纹变换手柄位置，选择右旋正常螺距（或导程）位置1/1 步骤2：调整主轴变速手柄位置，选择主轴转速100r/min，以满足切削速度的要求 步骤 手柄和手轮位置 步骤3：调整螺纹种类和丝杠、光杠变换手柄位置，选择手柄位置B 步骤4：调整进给量和螺距变换手柄位置，将手柄扳至“Ⅱ” 步骤5：调整进给量和螺距变换手轮位置，将手轮转至“3”，以选择所需螺距P=2mm 操作提示 为防止发生事故，在调整手柄时，可按口诀“一降转速，二变手柄，三合开合螺母”的顺序来操作。 三、调整车床 1.小滑板间隙的调整 调整小滑板导轨与镶条之间间隙的操作步骤 步骤 图示 步骤1：松开右侧的顶紧螺栓 步骤2：调整左侧的限位螺栓 步骤3：调整合适后，紧固右侧顶紧螺栓 2.中滑板间隙的调整 调整中滑板导轨与镶条之间间隙的操作步骤 步骤 图示 步骤1：松开中滑板前面（远离操作者方向）的顶紧螺栓 步骤2：调整中滑板后面（靠近操作者方向）的限位螺栓 步骤3：调整合适后，紧固中滑板前面（远离操作者方向）的顶紧螺栓 3.开合螺母松紧的调整 调整开合螺母松紧的操作步骤 步骤 图示 步骤1：先切断电源，找准溜板箱右侧的三个开合螺母调节螺钉 步骤2：用呆扳手（或活扳手）从下到上依次拧松开合螺母的三个调节螺钉的锁紧螺母 步骤 图示 步骤3：用一字旋具从下到上依次拧紧或放松调节螺钉 步骤4：将车床主轴转速调整至100r/min，顺时针和逆时针扳动开合螺母手柄，应操纵灵活、自如，不得有阻滞或卡住现象，无异常声音 步骤5：检查溜板箱的移动情况，应轻重均匀、平稳 步骤6：开合螺母的松紧程度调整好后，用呆扳手（或活扳手）从上到下依次锁紧开合螺母的三个调节螺钉的锁紧螺母 操作提示 车削螺纹时，中滑板、小滑板导轨与镶条之间的间隙应适当。若太紧，摇动滑板费力，操作不灵活；若太松，车螺纹时容易产生扎刀现象。 开合螺母的松紧应适当。过松，车削过程中容易跳起，使螺纹产生乱牙；过紧，开合螺母手柄提起、合下操作不灵活。 同时满足步骤4和步骤5的两个检验要求，即为开合螺母的松紧调整合适；否则应重新调整。 四、车削螺纹的操作练习 1.提开合螺母法车螺纹的操作步骤 步骤 内容 图示 步骤1 左手向上提起操纵杆手柄（图中位置①),操作者站在十字手柄和中滑板手柄之间（约45°方向）（图中位置②),此时车床主轴转速为100r/min 步骤2 确认丝杠旋转，并在导轨离卡盘一定距离处做标记，或放置非金属构件作为车削时纵向移动的终点 步骤3 左手握住中滑板手柄①横向进给0.5mm，同时右手压下开合螺母手柄②,使开合螺母与丝杠啮合到位，床鞍与刀架按照一定的螺距做纵向移动 步骤4 当床鞍移到标记处时，右手迅速提起开合螺母手柄①,左手操纵中滑板手柄②横向退刀 步骤5 手摇床鞍手轮，将床鞍移到初始位置 — 步骤6 重复步骤3～步骤5 — 2.开倒顺车法车螺纹的操作 开倒顺车法车螺纹的操作步骤 步骤 内容 图示 步骤1 操作者站在卡盘和刀架之间（约45°方向），右手在压下开合螺母手柄②后移至中滑板手柄③处，右手操纵中滑板手柄③横向进刀，同时左手提起操纵杆手柄①（操作过程中手不要离开） 步骤2 当床鞍移到标记处时，不提起开合螺母手柄①,右手快速退回中滑板手柄②,左手同时压下操纵杆手柄③,使主轴反转，床鞍纵向退回 步骤3 向上提起操纵杆手柄，使床鞍停留在初始位置 — 步骤4 重复步骤1～步骤3 — 操作提示 为防止误操作，当开合螺母合上后，床鞍和十字手柄的功能被锁住，此时工件每转一转，车刀移动一个螺距。 由于是初学车削螺纹，宜采用由低速开始练习的方法，并特别注意操作过程中要集中精力。 开合螺母要压合到位，如感到未压合到位，应立即提起开合螺母手柄，移动床鞍重新进行压合。 在离卡盘和尾座一定距离处，可用记号笔在导轨上画出两条安全警示线，床鞍快到警示线时，应立即提起开合螺母手柄或按急停按钮，以避免刀架来不及停止而撞击卡盘或尾座。 用记号笔在安全警示线之间画出进刀和退刀线。 提开合螺母法适用于车削有退刀槽或不会产生乱牙的螺纹。 开倒顺车时，主轴换向不能过快；否则，车床传动部分受到瞬时冲击，易使传动机件损坏。 开倒顺车时，离进刀和退刀线还有一段距离时，即把操纵杆手柄放到中间位置，利用惯性使床鞍移到进刀和退刀线。 车螺纹时要集中精力。特别是初学者在开始练习时，主轴转速不宜过高，待操作熟练后，再逐步提高主轴转速或增大螺纹的螺距，最终达到能高速车削普通螺纹的目的。 反复练习，使操作者反应灵敏，双手的动作配合协调、娴熟、自然。 开倒顺车法适用于车削各种螺纹，尤其适用于车削无退刀槽或易产生乱牙的螺纹。 任务二 车普通外螺纹 中国劳动社会保障出版社 学习目标 1.能正确装夹螺纹车刀。 2.具备低速车削普通外螺纹的技能。 3.具备检测普通外螺纹的技能。 任务描述 本任务的主要内容是车削含退刀槽的细牙普通外螺纹轴，螺距P=2mm，倒角为C2mm，长度为50mm，螺纹两牙侧的表面粗糙度Ra值为3.2μm，退刀槽宽6mm、深2mm。 车削普通外螺纹的操作步骤见下表，其中步骤7和步骤8是主要内容，也是本任务的重点。 车削普通外螺纹的操作步骤 步骤 内容 1 装夹外螺纹车刀 2 选取正确的车削方法 3 车端面 4 粗、精车外圆 5 车槽 6 倒角 7 粗车螺纹 8 精车螺纹，保证中径和表面粗糙度 9 检测 相关理论 一、装夹螺纹车刀 螺纹车刀的装夹方法 内容 说明 图示 装夹螺纹车刀 螺纹车刀不宜伸出刀架过长。一般伸出长度为刀柄厚度的1.5倍，为25～30mm 要求螺纹车刀刀尖与车床主轴轴线等高，一般根据尾座顶尖高度调整及检查 内容 说明 图示 装夹螺纹车刀 采用弹性刀柄，可以吸振及防止扎刀 螺纹车刀的刀尖角平分线应与工件轴线垂直，装刀时可用螺纹对刀样板进行调整，如图a所示 如果车刀装歪，会使车出的螺纹两牙型半角不相等，导致牙型歪斜（俗称“倒牙”），如图b所示 a b 二、低速车削螺纹的进刀方法 低速车削普通螺纹时，可根据不同情况选择不同的进刀方法。 　 低速车削普通螺纹各进刀方法的加工特点和应用场合 进刀方法 直进法 斜进法 左右车削法 图示 方法 车削时只用中滑板横向进给 每次进刀时，除中滑板横向进给外，小滑板只向一个方向做微量进给 除中滑板做横向进给外，同时小滑板向左或向右做微量进给 加工性质 加工特点 容易产生扎刀现象，但是能获得正确的牙型角 不易产生扎刀现象，用斜进法粗车螺纹后，必须用左右车削法精车 不易产生扎刀现象，但小滑板的左右移动量不宜太大 应用场合 车削螺距较小（P<2.5mm）的普通螺纹 车削螺距较大（P>2.5 mm）的普通螺纹 三、螺纹的车削 1.进刀方式 　车削螺纹时进刀方式的选择 工件材料 加工性质 车刀的刚度 切削用量 进刀方式 塑性金属 粗车螺纹 车刀刚度高（如外螺纹车刀） 较大 直进法 脆性金属 精车螺纹 车刀刚度低（如内螺纹车刀） 较小 斜进法和左右车削法 2.切削用量的推荐 车削螺纹时切削用量的推荐值 工件材料 刀具材料 螺距/mm 切削速度 /（m·min-1 ） 背吃刀量 /mm 45钢 W18Cr4V 1.5 粗车：15～30 粗车：0.15～0.30 精车：5～7 精车：0.05～0.08 车削螺纹时，要经过多刀进给才能完成。粗车第1、2刀时，由于总的切削面积不大，可以选择相对较大的背吃刀量，以后每次的背吃刀量应逐渐减小。精车时，背吃刀量更小，以获得小的表面粗糙度值。需要注意的是，车削螺纹必须在一定的进给次数内完成。 3.进刀次数 合理选择粗车、精车普通螺纹的切削用量后，还要在一定的进刀次数内完成车削，低速车螺纹的合理进刀次数见下表（以三种螺距的螺纹为例）。 低速车螺纹的合理进刀次数 进刀 次数 P=3 mm P=2.5 mm P=2 mm 中滑板进 刀格数 小滑板进刀格数 中滑板进 刀格数 小滑板进刀格数 中滑板进 刀格数 小滑板进刀格数 左 右 左 右 左 右 1 11 0 11 0 10 0 2 7 3 7 3 6 3 3 5 3 5 3 4 2 4 4 2 3 2 2 2 5 3 2 2 1 1 1/2 6 3 1 1 1 1 1/2 7 2 1 1 0 1/4 1/2 8 1 1/2 1/2 1/2 1/4 2.5 9 1/2 1 1/4 1/2 1/2 1/2 10 1/2 0 1/4 3 1/2 1/2 11 1/4 1/2 1/2 0 1/4 1/2 12 1/4 1/2 1/2 1/2 1/4 0 13 1/2 3 1/4 1/2 螺纹深度为1.3mm n=26格 14 1/2 0 1/4 0 15 1/4 1/2 螺纹深度为1.625mm n=32.5格 16 1/4 0 螺纹深度为1.95mm n=39格 四、螺纹的检测 车削螺纹时，必须根据不同的质量要求和生产批量选择不同的测量方法，认真进行测量。常用的测量方法有单项测量法和综合测量法两种。 1.单项测量法 单项测量法是指测量螺纹的某一单项参数，一般是指对螺纹大径、螺距和中径的分项测量，测量的方法和选用的量具也各不相同。 螺纹单项测量步骤 步骤 测量参数 测量说明 图示 步骤1 大径 螺纹大径公差较大，一般采用游标卡尺或千分尺测量 步骤2 螺距 螺距一般可用螺纹样板或钢直尺测量 步骤 测量参数 测量说明 图示 步骤3 中径 测量中径的常用方法包括用螺纹千分尺测量和用三针测量法测量（此方法较精密） 螺纹千分尺附有两对（60 °和 55 °牙型角）适用于不同螺纹的螺距测量头，可根据需要进行选择 将测量头插入千分尺的测微螺杆和砧座的孔中，更换测量头后，必须调整砧座的位置，使千分尺对准零位 2.综合测量法 综合测量法是采用极限量规对螺纹的基本要素（如螺纹大径、中径和螺距等）同时进行综合测量的一种测量方法。测量外螺纹时采用螺纹环规。综合测量法测量效率高，使用方便，能较好地保证互换性，广泛用于对标准螺纹或大批量生产螺纹的检测。 螺纹环规 通规　 止规 测量时，如果螺纹环规的通规能顺利拧入工件螺纹的有效长度范围（有退刀槽的螺纹应旋合到底），而止规不能拧入（不超过3/4圈），则说明螺纹尺寸符合要求。 操作提示 螺纹千分尺一般用来测量螺距（或导程）为0.4～6mm的三角形螺纹。 螺纹千分尺附有两对（牙型角分别为60°和55°）测量头，在更换测量头时，必须校正千分尺的零位。 用螺纹环规测量前，应将量具和工件清理干净，并先检查螺纹的大径、牙型、螺距和表面粗糙度，以免尺寸不对而影响测量。 螺纹环规是精密量具，使用时不能用力过大，更不能用扳手硬拧，以免降低环规的测量精度，甚至损坏环规。 任务实施 一、准备工作 1.工件 毛坯尺寸：φ60mm×105mm。材料：45钢。数量：1件/人。 2.工艺装备 准备90°粗车刀、90°精车刀、45°车刀、车槽刀、高速钢普通外螺纹车刀、分度值为0.02mm的0～150mm 游标卡尺、50～ 75mm千分尺、螺纹样板、螺纹环规、螺纹对刀样板。 3.设备 准备CA6140型卧式车床。 工艺装备（部分） 二、操作步骤 车削有退刀槽螺纹的操作步骤 步骤 内容 图示 步骤1：找正并夹紧毛坯 夹持毛坯外圆，伸出长度为60mm，找正后夹紧 步骤2：车端面 车端面，车平即可选择主轴转速 =630～800r/min，进给量 =0.25～0.3mm/r 步骤3：粗、精车外圆 粗、精车外圆，控制外圆至φ51.74mm、 长度50mm至尺寸要求 粗车时选 =320～500r/min， =0.25～0.3mm/r；精车时选 =800～1250r/min， =0.08～0.25mm/r 步骤 内容 图示 步骤4：倒角 倒角C2mm 步骤5：车退刀槽 车退刀槽6mm×2mm 步骤6：调整手柄 按进给箱铭牌上标注的螺距P=2mm调整手柄至相应的位置 步骤7：选择切削用量 高速钢车刀必须低速车削，建议粗车时主轴转速选55～105r/min，精车时主轴转速选28～45r/min 开倒顺车，采用直进法精车M52×2的螺纹至符合图样要求，螺距P=2mm，如不会产生乱牙，也可采用提开合螺母法 步骤 内容 图示 步骤8：用螺纹环规综合检测 用M52×2的螺纹环规综合检测工件（要求通规通过退刀槽与台阶平面靠平，止规旋入不超过3/4圈） 螺纹通规　　　　　　　 螺纹止规 步骤9：卸下工件 检测合格后卸下工件 操作提示 应先调整好床鞍、中滑板和小滑板的松紧程度及开合螺母间隙。 调整进给箱手柄时，车床在低速下操作或停车用手拨动一下卡盘。 车螺纹时应注意中滑板进给量，如果多进一圈，容易造成车刀崩刃或工件损坏。 车螺纹过程中，不准用手摸或用棉纱擦螺纹，以免伤手。 应始终保持螺纹车刀锋利。中途换刀或刃磨后重新装刀，必须重新调整螺纹车刀刀尖的高度后再次对刀。 在螺纹车削过程中，若要更换螺纹车刀或进行精车，装刀后，必须先进行静态对刀，再进行动态对刀。 出现积屑瘤时应及时清除。 车脆性材料螺纹时，背吃刀量不宜过大；否则会使螺纹牙尖爆裂，产生废品。低速精车螺纹时，最后几刀采取微量进给或无进给车削，以车光螺纹侧面。 三、结束工作 加工完毕，卸下工件，仔细测量各部分尺寸，对自己的练习件进行评价。针对出现的质量问题，分析产生原因，并总结出改进措施。最后，清点工具，收拾工作场地。 车螺纹的质量问题、产生原因和改进措施 质量问题 产生原因 改进措施 中径不正确 1.车刀切入深度不正确 2.刻度盘使用不当 1.经常测量中径尺寸 2.正确使用刻度盘 螺距不正确 1.交换齿轮计算或组装错误，主轴箱、进给箱有关手柄位置扳错 2.局部螺距不正确 （1）车床丝杠和主轴的轴向窜动过大 （2）床鞍手轮转动不平衡 （3）开合螺母间隙过大 3.车削过程中开合螺母抬起 1.先在工件上车出一条很浅的螺旋线，测量螺距是否正确 2.保证螺距正确 （1）调整好主轴和丝杠的轴向窜动量 （2）将床鞍手轮拉出，使其与传动轴脱开或加装平衡块使其平衡 （3）调整好开合螺母的间隙 3.用重物挂在开合螺母手柄上， 防止其中途抬起 牙型不正确 1.车刀刃磨不正确 2.车刀装夹不正确 3.车刀磨损 1.正确刃磨及测量车刀角度 2.用螺纹对刀样板正确装刀 3.合理选用切削用量并及时修磨车刀 表面粗糙度值大 1.产生积屑瘤 2.刀柄刚度不够，车削时产生振动 3.车刀背前角太大，中滑板丝杆和螺母间隙过大，产生扎刀现象 4.工件刚度低，而切削用量选用过大 1.用高速钢车刀车削时，应降低切削速度，并充分浇注切削液 2.增大刀柄截面积，并减小车刀悬伸长度 3.减小车刀背前角，调整中滑板丝杆和螺母的间隙 4.选择合理的切削用量 任务三 用圆板牙套外螺纹 中国劳动社会保障出版社 学习目标 1.熟悉圆板牙的结构。 2.能确定套螺纹前的外圆直径。 3.具备用圆板牙套螺纹的技能。 任务描述 本任务是加工下图所示的带普通外螺纹的长头螺栓。加工的主要内容是用圆板牙套长度为25mm的M8外螺纹，对于这种直径和螺距较小，精度要求较低的螺纹，可以用圆板牙进行切削，又称套螺纹。 长头螺栓 零件图　 实物图 该工件的加工步骤如下：车端面→粗车外圆→精车外圆→倒角→套螺纹→检测。 相关理论 套螺纹是用圆板牙切削外螺纹的一种加工方法，该方法操作简便，生产效率高。 一、圆板牙 圆板牙大多用高速钢制成，它是一种标准的多刃螺纹加工工具，其结构和形状如下图所示。圆板牙上有4～6个排屑孔，排屑孔与圆板牙内螺纹相交处为切削刃，圆板牙两端的锥角是切削部分，因此，圆板牙正反都可使用。圆板牙中间完整的齿深为螺纹牙型的校正部分。螺纹的规格和螺距标注在圆板牙端面上。 圆板牙 结构　 实物 二、确定套螺纹前的外圆直径 套螺纹时，工件外圆比螺纹的公称尺寸略小，其直径可按下式近似计算： ≈ -（0.13～0.15） 式中 ——套螺纹前的外圆直径，mm； ——螺纹大径，mm； ——螺距，mm。 三、套螺纹时切削速度的选择 不同工件材料对应的切削速度 工件材料 钢 铸铁 黄铜 切削速度 /（m·min-1 ） 3～4 2～3 6～9 三、套螺纹时切削速度的选择 切削钢件时，切削液一般选用硫化切削油、机油或乳化液；切削低碳钢或韧性较好的材料（如40Cr钢等）时，可选用工业植物油；切削铸铁时，可以用煤油或不使用切削液。 五、套螺纹的方法 在车床上用套螺纹工具套螺纹，其工作原理如下： 将工具体4装入尾座套筒的锥孔内，圆板牙5装入滑动套筒2内，使螺钉1对准圆板牙上的锥坑后拧紧，滑动套筒2的柄部放入工具体4的孔内，并通过销钉3与工具体4连接在一起，套螺纹时，滑动套筒2带动销钉3在工具体4的直槽内前后移动，完成螺纹的加工。 在车床上套螺纹 1—螺钉　2—滑动套筒　3—销钉　4—工具体　5—圆板牙 任务实施 一、准备工作 1.工件 毛坯尺寸：φ30mm×70mm。材料：45钢。数量：1件/人。 2.工艺装备 准备45°车刀、90°车刀、M8圆板牙、套螺纹工具、分度值为0.02mm的0～150mm游标卡尺、M8螺纹环规。 3.设备 准备CA6140型卧式车床。 工艺装备（部分 二、操作步骤 　在车床上套螺纹的操作步骤 步骤 内容 图示 步骤1：找正并夹紧毛坯 夹持毛坯外圆，找正并夹紧 步骤2：车端面 车端面（车平即可，建议选择主轴转速 =800～1250r/min，进给量 =0.25～0.3mm/r） 步骤3：粗、精车套螺纹前的外圆 粗、精车外圆至φ7.84mm，长35mm（粗车时主轴转速 =320～500r/min，进给量=0.25～0.3mm/r；精车时主轴转速 =800～1250r/min，进给量 =0.08～0.25mm/r） 步骤4：倒角 倒角C1.5mm 步骤 内容 图示 步骤5：调整切削用量 变换主轴变速手柄位置，以满足切削速度的要求。建议选择主轴转速 =80～100r/min 步骤6：装夹圆板牙和套螺纹工具 （1）将套螺纹工具的锥柄装入尾座套筒的锥孔内 （2）将圆板牙装入套螺纹工具内，使螺钉对准圆板牙上的锥坑后将其拧紧 步骤7：锁紧尾座 将尾座移到工件前适当位置（约20mm）处锁紧 步骤 内容 图示 步骤8：转动尾座手轮，套螺纹 （1）转动尾座手轮，使圆板牙靠近工件端面，启动车床 （2）开动切削液泵加注切削液，继续转动尾座手轮，使圆板牙切入工件后停止转动尾座手轮，此时圆板牙沿工件轴线自动进给，切削工件外螺纹 （3）当圆板牙切削到所需长度位置时，立即使主轴停转 （4）开反车使主轴反转，退出圆板牙，完成螺纹加工 步骤 内容 图示 步骤9：检测合格后卸下工件 检测合格后卸下工件 操作提示 选用圆板牙时，应检查圆板牙的齿型是否有缺损。 套螺纹工具在尾座套筒锥孔中必须装紧，以防套螺纹时过大的切削力矩引起套螺纹工具的锥柄在尾座套筒锥孔内打转，损坏尾座套筒锥孔表面。 圆板牙装入套螺纹工具时不能歪斜，必须使圆板牙端面与车床主轴轴线垂直。 工件外圆车至尺寸后，端面倒角要小于或等于45°，使圆板牙容易切入。 三、结束工作 加工完毕，卸下工件，仔细测量各部分尺寸，对自己的练习件进行评价。针对出现的质量问题，分析产生原因，并总结出改进措施。最后，清点工具，收拾工作场地。 　套螺纹的质量问题、产生原因和改进措施 质量问题 产生原因 改进措施 牙型高度不够 外螺纹的外圆太小 按计算尺寸加工外圆 螺纹中径尺寸不正确 1.圆板牙安装歪斜 2.圆板牙磨损 1.校正尾座与主轴，使同轴度误差不大于0.05mm，圆板牙端面必须与主轴轴线垂直 2.更换圆板牙 螺纹表面粗糙度值大 1.切削速度太高 2.切削液缺少或选用不当 3.圆板牙齿部崩裂 4.容屑槽内切屑堵塞 1.降低切削速度 2.合理选择及充分浇注切削液 3.修磨或调换圆板牙 4.经常清除容屑槽内的切屑 任务四 高速车削普通外螺纹 中国劳动社会保障出版社 学习目标 1.能刃磨并装夹硬质合金普通外螺纹车刀。 2.能确定高速车削普通外螺纹前的外径。 3.具备高速车削普通外螺纹的技能。 任务描述 本任务是加工下图所示的带普通外螺纹的螺杆，加工的主要内容是车削M33×2的外螺纹。 用硬质合金车刀高速车削普通螺纹时，切削速度可比低速车削螺纹提高15～20倍，而且行程次数可以减少2/3以上。如低速车削螺距为2mm、材料为中碳钢的螺纹时，一般需12次左右进给，而高速车削螺纹仅需3～4次进给。 零件图　 实物图 高速车削普通外螺纹可以大大提高生产效率，而且螺纹两侧表面质量较高，在生产中已被广泛采用。 螺杆的M33×2外螺纹可以选用高速车削。 该工件的加工步骤如下：车左端面→粗车外圆→精车外圆→倒角→工件掉头→车右端面→粗车外圆→精车外圆→车槽→倒角→车螺纹→检测。 相关理论 一、硬质合金普通外螺纹车刀 由于高速钢外螺纹车刀在高温下易磨损，加工效率低，因此，在高速车削普通外螺纹和加工脆性材料时常选用硬质合金外螺纹车刀，它硬度高，耐磨性好，加工效率高，但抗冲击能力差。 在车削螺距较大（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 =0.2～0.4mm、 =-5°的倒棱。刀尖和左、右侧切削刃还要经过精细研磨。 硬质合金普通外螺纹车刀的几何角度 二、高速车削普通外螺纹 1.高速车削普通外螺纹前的外径 高速车削普通外螺纹时，为了防止切屑使牙侧起毛刺，不宜采用斜进法和左右切削法，只能用直进法车削。高速车削普通外螺纹时，工件受车刀挤压后会使外螺纹大径尺寸变大。因此，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小0.2～0.4mm。 2.高速车削普通外螺纹时车刀的装夹 高速车削普通外螺纹时车刀的装夹方法与低速车削普通外螺纹的装刀方法基本相同。 为了防止高速车削时产生振动和扎刀现象，车刀刀尖应高于工件轴线0.1～0.2mm。 3.高速车削普通外螺纹的进刀方法 用硬质合金车刀高速车削普通外螺纹时，一般用直进法进刀；对螺距稍大的螺纹可用微量斜进法，但需注意不要挤掉刀片。 三、高速车削普通外螺纹时的切削用量 高速车削中碳钢或中碳合金钢螺纹的进给次数 螺距/mm 1.5～2 3 4 5 6 进给次数 粗车 2～3 3～4 3～4 3～4 3～4 精车 1 2 2 2 2 高速车削普通外螺纹时切削用量的推荐值 工件材料 刀具材料 螺距/mm 切削速度 /（m·min-1 ） 背吃刀量 /mm 45钢 P10 2 60～90 加工余量2～3次去除 铸铁 K20 2 粗车：15～30 粗车：0.2～0.4 精车：15～25 精车：0.05～0.10 车削螺距 =2mm的螺纹，其进给次数和背吃刀量应如何分配？ 解：车削螺距 =2mm螺纹的总背吃刀量 ≈0.65P=1.3mm。 其进给次数和背吃刀量的分配情况如图所示。 粗加工背吃刀量如下： 第1次的背吃刀量 =0.6mm； 第2次的背吃刀量 =0.4mm； 第3次的背吃刀量 =0.2mm。 精加工背吃刀量（第4次的背吃刀量） =0.1 mm。 背吃刀量的分配情况 任务实施 一、准备工作 1.工件 毛坯尺寸：φ35mm×185mm。材料：45钢。数量：1件/人。 2.工艺装备 准备45°车刀、90°车刀、车槽刀、硬质合金普通外螺纹车刀、螺纹样板、0～25mm和25～50mm千分尺、分度值为0.02mm的0～200mm游标卡尺、M33×2 螺纹环规。 3.设备 准备CA6140型卧式车床。 二、操作步骤 步骤 内容 图示 步骤1：刃磨并装夹硬质合金普通外螺纹车刀 （1）前角取0°～3°,以提高刀尖强度 （2）用对刀样板检查刀尖角 （3）用油石研光车刀两侧倒棱 步骤 内容 图示 步骤1：刃磨并装夹硬质合金普通外螺纹车刀 （4）先调整螺纹车刀的高度 （5）然后用螺纹对刀样板将车刀装正 步骤2：调整车床 （1）先调整中滑板、小滑板的间隙和松紧度 步骤 内容 图示 步骤2：调整车床 （2）检查摩擦离合器、制动器是否灵活 （3）根据工件进刀和退刀距离，选择主轴转速为710r/min （4）检查开合螺母间隙 步骤3：车左端外圆 （1）夹住工件外圆，伸出长度为30mm，找正并夹紧 （2）车端面 （3）车左端φ25mm×20mm外圆 （4）倒角C1mm 步骤 内容 图示 步骤4：高速车削右端外圆和退刀槽 （1）将工件掉头装夹，伸出长度为100mm，找正并夹紧 （2）车平端面 （3）将M33×2的螺纹外圆车成φ32.8mm （4）车右端φ24mm×40mm外圆 （5）将螺纹退刀槽车成6mm×2mm，保证螺纹和退刀槽部分的长度为48mm （6）倒角C1mm 步骤 内容 图示 步骤5：高速车削M33×2的螺纹 （1）采用开倒顺车法车螺纹，确定背吃刀量为1.3mm （2）正常切削进给前先微量进给约0.50 mm，在外圆表面加工出一条较浅的螺旋线，检查螺距是否正确 （3）第1次进给，背吃刀量为0.6mm （4）第2次进给，背吃刀量为0.4mm （5）第3次进给，背吃刀量为0.2mm （6）第4次进给，背吃刀量为0.1mm 步骤6：用螺纹环规综合检测 用M33×2的螺纹环规综合检测工件（要求通规 通过退刀槽与台阶平面靠平，止规旋入不超过 3/4圈） 步骤7：卸下工件 检测合格后卸下工件 操作提示 高速车削外螺纹，不论是采用开倒顺车法，还是采用提开合螺母法，都要求车床各调整点准确、灵活，而且机构不松动。 高速车削螺纹时切削力较大，必须将工件和车刀夹紧，必要时应对工件增加轴向定位装置，以防工件移位。 车削过程中一般不需加注切削液。 若车刀崩刃，应立即停止车削，清除嵌入工件的硬质合金碎粒，然后用高速钢螺纹车刀低速修整有伤痕的牙型侧面。 高速车削螺纹时，最后一刀的背吃刀量一般要大于0.1mm；否则会增大表面粗糙度值。 应使切屑向垂直于螺纹轴线的方向排出；否则，切屑向倾斜方向排出，会拉毛螺纹牙侧。 车削时要集中精力，胆大心细，在有台阶的工件上高速车螺纹时要及时退刀，以防碰撞工件和卡爪。 不能用手去摸螺纹表面，也不能用棉纱擦工件；否则，会使棉纱卷入工件而连带将手指一起卷进去，造成事故。 用量具检查螺纹时，应先用锉刀或油石修去螺纹牙顶的毛刺。 三、结束工作 加工完毕，卸下工件，仔细测量各部分尺寸，对自己的练习件进行评价。针对出现的质量问题，分析产生原因，并总结出改进措施。最后，清点工具，收拾工作场地。 任务五 低速车削普通内螺纹 中国劳动社会保障出版社 学习目标 1.能选择、刃磨并正确装夹普通内螺纹车刀。 2.能确定车普通内螺纹前的底孔直径。 3.具备普通内螺纹的车削技能。 任务描述 下图所示为带普通内螺纹的螺孔垫圈，本任务要在CA6140型卧式车床上完成该零件的加工。该零件的主要加工内容是一通孔细牙普通内螺纹，螺距P=2mm。 　 螺孔垫圈 零件图　 实物图 操作提示 车削内螺纹（尤其是直径较小的内螺纹）时，由于刀具刚度较低、不易排屑、不易注入切削液及不便于观察等原因，造成车削内螺纹比车削外螺纹困难得多，必须引起足够重视。 车削内螺纹 相关理论 一、内螺纹 内螺纹通常有通孔内螺纹、盲孔内螺纹和台阶孔内螺纹三种形式。 　 内螺纹的形式 通孔内螺纹　 盲孔内螺纹 台阶孔内螺纹 高速钢整体式 垂直夹固式　 斜槽夹固式 二、普通内螺纹车刀 车削内螺纹时，应根据螺纹形式选用不同的内螺纹车刀。 内螺纹车刀刀柄受螺纹孔径尺寸的限制，应在保证顺利车削的前提下使刀柄的截面积尽量选大些，一般选用车刀刀柄的径向尺寸比孔径小3～5mm的螺纹车刀。如果刀柄太细，车削时容易产生振动；如果刀柄太粗，退刀时会碰伤内螺纹牙顶，甚至不能车削。 车削内螺纹时，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应比内螺纹小径的基本尺寸略大些。车削普通内螺纹前的孔径可用下式近似计算： 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——车削内螺纹前的孔径，mm； D——内螺纹的大径，mm； P——螺距，mm。 三、普通内螺纹底孔直径的确定 四、检测内螺纹 普通内螺纹一般采用螺纹塞规进行综合检测。 检测时，螺纹塞规通端能顺利拧入工件，而止端不能拧入工件，说明螺纹合格。 螺纹塞规 任务实施 一、工艺分析 加工螺孔垫圈的操作步骤 步骤 加工内容 步骤 加工内容 1 车端面 7 倒内角 2 车外圆 8 粗车螺纹底孔 3 钻孔 9 精车螺纹底孔 4 倒内角 10 粗车内螺纹 5 切断 11 精车内螺纹 6 掉头，车端面 12 检测 二、刃磨内螺纹车刀 1.普通内螺纹车刀的几何角度 高速钢普通内螺纹车刀的几何角度 粗车刀 精车刀 操作提示 根据所加工内螺纹的结构特点选择合适的内螺纹车刀。 由于内螺纹车刀的尺寸受内螺纹孔的限制，因此，内螺纹车刀刀柄的径向尺寸应比螺纹孔径小3～5mm；否则，退刀时易碰伤螺纹牙顶，甚至无法车削。 在选择内螺纹车刀时，也要注意内孔车刀的刚度和排屑问题。 内螺纹车刀除了其切削刃几何角度应具有外螺纹车刀的特点，还应具有内孔车刀的特点。 2.刃磨及装夹内螺纹车刀的操作准备 准备8mm×20mm高速钢刀条、细粒度砂轮（如F80的白刚玉砂轮）、防护眼镜、游标万能角度尺和螺纹对刀样板。 刃磨普通内螺纹车刀操作准备 3.内螺纹车刀的刃磨步骤 刃磨内螺纹车刀的操作步骤 步骤 内容 图示 步骤1：刃磨刀柄伸出部分 根据螺纹长度和牙型深度，刃磨出留有刀头的刀柄伸出部分 步骤2：刃磨进给方向后面，控制刀尖半角和后角 刃磨进给方向后面，控制刀尖半角 /2 和后角 +ψ（此时刀柄与砂轮圆周夹角约为 /2，面向外侧倾斜 +ψ) 步骤3：刃磨背离进给方向后面，初步形成两刃夹角 刃磨背离进给方向后面，以初步形成两刃夹角，控制刀尖角 和后角 -ψ（此时刀柄与砂轮圆周夹角约为 /2，面向外侧倾斜 -ψ) 步骤4：刃磨前面，形成背前角 刃磨前面，以形成背前角（在离开刀尖、大于牙型深度处以砂轮边角为支点，夹角等于背前角，使火花最后在刀尖处磨出）。粗磨车刀前面时，形成粗车刀背前角 =10°～15°；精磨车刀前面时，形成精车刀背前角 =0° 步骤 内容 图示 步骤5：粗、精磨后面，用螺纹对刀样板测量刀尖角 粗、精磨后面，并用螺纹对刀样板测量刀尖角（测量时样板应与车刀基面平行，用透光法检查） 步骤6：修磨刀尖 修磨刀尖（刀尖过渡棱宽度约为0.1P） 步骤7：磨背后角 磨出径向进给方向背后角，防止与螺纹牙顶相碰（可磨出圆弧或者磨成两个背后角） 三、车削螺孔垫圈的操作 1.工件 准备φ65mm×80mm的45钢棒料。 2.工艺装备 准备高速钢内螺纹车刀、麻花钻、外圆车刀、端面车刀、切断刀、螺纹对刀样板、分度值为0.02mm的0～150mm游标卡尺、内测千分尺、螺纹样板和螺纹塞规等。 3.设备 准备CA6140型卧式车床。 工艺装备 步骤 内容 图示 步骤1：找正并夹紧毛坯 夹持毛坯，伸出长度为60mm左右，找正后夹紧 步骤2：调整机床，车端面 车端面（车平即可，建议选择主轴转速 =630～800r/min，进给量 =0.25～0.3mm/r ） 4.加工螺孔垫圈的操作步骤 步骤 内容 图示 步骤3：粗、精车外圆至尺寸要求 车外圆至φ60mm×50mm（粗车时主轴转速 =320～500r/min，进给量 =0.25～0.3mm/r；精车时主轴转速 =800～1250r/min，进给量 =0.08～0.25mm/r） 步骤4：钻孔 钻φ36mm孔，控制孔深尺寸 步骤5：切断 切断，保证总长41mm 步骤 内容 图示 步骤6：掉头装夹，车端面，保证总长 掉头夹持φ60mm外圆，车另一端面，保证总长40mm 步骤7：粗、精车螺纹底孔 粗、精车螺纹底孔至φ38mm 步骤8：内螺纹车刀的装夹 （1）刀柄伸出长度应比内螺纹长度大10～20mm （2）刀尖应与主轴轴线等高。如果车刀装得过高，车削时工件容易产生振动，使螺纹表面产生鱼鳞斑；如果车刀装得过低，刀头下部会与工件产生摩擦，车刀切不进去 （3）用螺纹对刀样板侧面靠平工件端面，刀尖进入样板槽内对刀，调整并夹紧车刀 步骤 内容 图示 步骤8：内螺纹车刀的装夹 （4）装夹后车刀应在孔内手动试车一次，以防止刀柄与内孔相碰 （5）车刀装夹好后，启动车床对刀，记住中滑板刻度（将中滑板刻度盘调至“0”位） （6）在车刀刀柄上做标记或用床鞍手轮刻度控制螺纹车刀在孔内车削的长度 步骤9：孔口倒角 两端孔口倒角2mm×30° 步骤 内容 图示 步骤10：根据螺距调整手柄位置 手柄位置的调整步骤如下： （1）调整加大螺距及左、右螺纹变换手柄位置，选择右旋正常螺距（或导程）位置1/1 （2）调整主轴变速手柄位置，满足切削速度的要求 （3）调整螺纹种类和丝杠、光杠变换手柄位置，选择手柄位置B （4）调整进给量和螺距变换手柄位置，将手柄扳至“Ⅱ” （5）调整进给量和螺距变换手轮位置，将手轮转至“3”，以选择所需螺距P=2mm 步骤 内容 图示 步骤11：车削内螺纹 采用开倒顺车法 采用直进法粗车、精车内螺纹M40×2—6H达到图样要求 步骤12：用螺纹塞规进行检测 （1）检测时，若螺纹塞规通端能顺利拧入工件，而止端不能拧入工件，说明螺纹合格 （2）检测合格后卸下工件 操作提示 装夹内螺纹车刀时，车刀刀尖应对准工件轴线。如果车刀装得过高，车削时容易引起振动，使螺纹表面产生鱼鳞斑；如果车刀装得过低，刀头下部会与工件产生摩擦，车刀切不进去。 应将中滑板和小滑板适当调紧些，以防车削时中滑板和小滑板产生位移而造成螺纹乱牙。 退刀要及时、准确。退刀过早，螺纹未车完；退刀过迟，刀架容易碰撞到工件端面。 进刀量不宜过多，以防精车螺纹时没有余量。 精车时必须保持车刀锋利；否则容易产生让刀现象，导致螺纹产生锥度误差。 工件在回转中不能用棉纱擦拭内孔，绝对不允许用手指摸内螺纹表面，以免将手指卷入而发生事故。 车盲孔螺纹或台阶孔螺纹时若车刀碰撞孔底，应及时重新对刀，以防因车刀移位而造成乱牙。 车盲孔螺纹或台阶孔螺纹时还需车好内槽，内槽直径应大于内螺纹大径，槽宽为（2～3）P。 四、结束工作 加工完毕，卸下工件，仔细测量各部分尺寸，对自己的练习件进行评价。针对出现的质量问题，分析产生原因，并总结出改进措施。最后，清点工具，收拾工作场地。 $