非标准梯形螺纹

非标准梯形螺纹（精选7篇）

非标准梯形螺纹 篇1

0 引言

矮牙爱克母螺纹 (Stub Acme) , 出现于20世纪初期, 通常用在特殊场合。出于机械或冶金方面的考虑, 需要使用粗牙系列的矮牙螺纹。

自1952年美国发布了矮牙爱克母螺纹标准ASA B1.8以来, 该标准经历了1973年、1977年和1988年三次修订, 目前该标准的最新版本为ASME/ANSIB1.8-1988[R2001], 由于没有国内标准能够完全替代该标准, 因此在矮牙爱克母螺纹的设计上我国设计人员大多参考此标准。该标准规定了公称尺寸在0.25~5in范围内的标准系列矮牙爱克母螺纹的基本参数及详细尺寸。但是在实际运用中, 在此尺寸范围之外的非标准矮牙爱克母螺纹应用也较为广泛, 特别是在美制产品中广泛采用了该种系列的非标准矮牙爱克母螺纹, 同时由于我国石化行业中采用或仿制的美制产品较多, 加之实际应用中没有统一的国内规范, 因此在对该类产品中所使用的矮牙爱克母螺纹进行替换设计时, 很容易造成该种螺纹设计参数不够准确, 进而导致相关产品之间互换性不强, 同时更有可能造成该类产品使用时的安全及可靠性下降。基于以上原因, 本文主要参照美国矮牙爱克母标准中的基本规定, 探讨通用系列非标单线矮牙爱克母螺纹参数的设计计算方法。

1 设计计算

图1是通用系列矮牙爱克母螺纹的基本牙型设计图。

2α=29°;α=14.5°;

P=牙距 (螺距) ;螺纹牙高H=0.3P;内螺纹牙顶的基本宽度FCN=0.4224P;外螺纹平牙顶的宽度FCS=0.4224P-0.259×外螺纹中径容隙;内螺纹平牙底的宽度FRN=0.4224P-0.259×内螺纹大径容隙;外螺纹平牙底的宽度FRS=0.4224P-0.259× (外螺纹小径容隙-外螺纹中径容隙) ;2ac=0.02in (螺纹每英寸牙数≤10) , 2ac=0.01in (螺纹每英寸牙数≥10) 。

1.1 基本尺寸

全部等级的矮牙爱克母螺纹的基本尺寸包含:1) 螺纹公称尺寸即外螺纹最大大径;2) 内螺纹的最小中径;3) 内螺纹的最小小径。

1.1.1 外螺纹计算

1) 大径计算公式。最大大径 (基本尺寸) 与公称直径 (公称尺寸) D相等, 公式为:dmax=d基本=D基本;外螺纹最大大径与大径公差之差为最小大径, 公式为:dmin=d基本-Td。

2) 中径计算公式。内螺纹最小中径与容隙之差为最大中径, 公式为:d2max=D2min-2ac;外螺纹最大中径与中径公差之差为最小中径, 公式为:d2min=d2max-Td2。

3) 小径计算公式。内螺纹最小小径与容隙之差为最大小径, 公式为:d1max=D1min-2ac;外螺纹最大小径与小径公差之差为最小小径, 公式为:d1min=d1max-Td1。

1.1.2 内螺纹计算

1) 大径计算公式。外螺纹最大大径与容隙之和为最小大径, 公式为:Dmin=D+2ac;内螺纹最小大径与大径公差之和为最大大径, 公式为:Dmax=Dmin+TD。

2) 中径计算公式。外螺纹最大大径与基本牙高之差, 为最小中径 (基本尺寸) , 公式为:D2min=dmax-h;内螺纹最小中径与中径公差之和为最大中径, 公式为:D2max=D2min+TD2。

3) 小径计算公式。外螺纹最大大径与两倍螺纹牙高之差为最小小径 (基本尺寸) , 公式为:D1min=dmax-2h;内螺纹最小小径与小径公差之和为最大小径, 公式为:D2max=D2min+TD1。

1.2 公差

1) 公差等级。保证矮牙爱克母螺纹的互换性, 矮牙爱克母螺纹的公差等级可参考一般用途爱克母螺纹的公差等级确定。对于非特殊使用场合, 内、外螺纹优先选用相同的公差等级, 推荐选用2G级公差;如果有特殊要求, 可选用3G或4G级公差。

3) 大径和小径公差。表1规定了矮牙爱克母螺纹内、外螺纹的大径和小径公差计算方式。

2 设计实例

设计标记为5.302 4"-4-Stub Acme的矮牙爱克母内、外螺纹尺寸及公差。实例要求的爱克母螺纹的基本尺寸为5.302 4in, 牙数为4牙/in, 公差等级未标注, 故优先选用2G级公差。据前所述可按以下方法进行计算。

1) 基本尺寸:d=D=5.302 4×25.4 mm=134.680 96 mm;P=1/4×25.4 mm=6.35 mm;h=0.3P=0.3×6.35 mm=1.905mm;2ac=0.02×25.4 mm=0.508 mm。

2) 尺寸公差。表2给定了螺纹相关尺寸的公差值及偏差的计算方式及计算数值。

3) 设计尺寸:

4) 尺寸标注。根据计算, 各尺寸的标注如表3。

3 结语

对于非标准系列矮牙爱克母螺纹, 可以在参照美国相关标准的基础上采用本文所述的方法就能够快速、准确地计算出矮牙爱克母螺纹的相关参数, 从而在矮牙爱克母螺纹的设计上为广大设计人员提供一定便利。

摘要：介绍了非标准系列单线矮牙爱克母螺纹的设计及基本尺寸、公差的计算方法, 希望能够为我国技术人员在设计矮牙爱克母螺纹时提供相应的参考, 进而提高各企业间矮牙爱克母螺纹的互换性。

关键词：矮牙爱克母螺纹,非标准,计算

参考文献

[1]李新勇, 赵志平.非标准系列一般用途爱克母螺纹尺寸的设计计算[J].石油矿场机械, 2010, 39 (3) :56-58.

[2]全国螺纹标准化委员会.公制、美制和英制螺纹标准手册[M].3版.北京:中国标准出版社, 2009.

[3]AN AMERICAN NATIONAL STANDARD.ASME B1.5-1997[R2004][S].Acme Screw Threads, 1999.

[4]AN AMERICAN NATIONAL STANDARD.ASME B1.8-1988[R2001][S].Stub Acme Screw Threads, 1988.

梯形螺纹手工编程探讨 篇2

1 粗加工工艺确定

1.1 分区域切削

为避免切入较深时参与切削的刀刃过长, 采用分区域切削。梯形螺纹牙型如图1所示:

牙槽分区域切削如图2所示:

得到如图3所示的划分区域:

此时, 每个区域的牙深都为原来牙深的一半, 刀具左右两副切削刃的参与切削长度也减为一半。

1.2 斜进法进刀

为了进一步减少刀刃参与切削的长度, 采用斜进法进刀切削, 刀具切削时只有两条刃吃刀, 减少一条刃的切削。编程采用G76指令, 自动实现斜进法进刀以及复合循环加工。

2 粗加工关键点的图形制作

初学G76指令者知道, 如果对同一个螺纹多次使用G76指令, 随便改动指令中的牙深参数的数值, 或刀具起点不准确, 切削中容易出现“乱牙”现象。因此, 我们在分区域切削时, 每个区域的刀具起点位置要和区域在牙槽中的位置相对应, 方法如下:

首先根据梯形螺纹的几何参数绘制出牙槽, 如图4。

然后, 根据图5方法画出刀尖点在每个区域的终点位置1′~5′。

接着, 根据进刀的角度, 反求出刀尖在切削起点的位置1~5, 如图6。

如图7所示, 距离1~距离4就是刀尖在每个区域的起点与上一个起点在Z轴方向的偏移量。

3 根据例图进行粗加工作图与编程

3.1 按照以上画图办法办法, 我们以图8所示零件为例分析

该零件的梯形螺纹螺距为6, 查表得牙槽底宽为1.93, 牙深为3.5, 刀尖宽取0.96, 画图得: (如图9)

3.2 程序编写如下

3.3 注意点

(1) 刀具起点的左右位置由G0段的Z坐标决定, 刀具从第3点移动到第4点在Z轴上是往右移动, 所以在第四区域起点, 偏移量W值为正, 而其它起点相对上一点是往左移动, 起点偏移量都为负值。

(2) 刀具切削终点的直径值由G76指令第二行的X值决定, 所以第一、二、三区域的终点X值相等, 第四、五区域的终点X值相等。

(3) 为了使每个区域有具有相同的切削用量, 也为了作图和编程的简便, 在区域划分时应在牙高方向上均等分, 如本例在牙高方向上分为两等分, 所以每个G76指令第二行的P值是相等的。

4 精加工工艺分析

五个区域加工完毕后, 倘若测量尺寸未达到要求, 需要加大槽的宽度或深度。若改变磨耗重新运行G76切削, 将会出现多次空行程, 加工效率低。因此, 在精加工时采用G92指令切削, 使每次切削都能去除材料。G92是单一循环, 每运行一次只能切削一层。在尺寸相差较远时, 需要多次运行G92指令切削才能达到目标尺寸, 为了简化程序, 这里采用主程序调用子程序的办法编写。

5 加大槽宽的精加工图形分析

例图8的工件在进行粗加工后, 槽宽加大0.2进行精加工, 如图10。

区域A和区域B是精加工要去除材料的部位, 由于G92指令是直进法进刀, 所以刀具起点的左右位置只需要对应A点和B点就可以了。

6 加大槽宽的精加工程序编写

6.1 程序如下

6.2 编程注意点

(1) 总切削深度=每次切削深度×调用子程序次数

(2) 两个子程序中切削终点的坐标X值是不同的。

7 加大牙深精加工的图形分析

例按图10牙深加大0.2精加工, 作图方法如下:

8 加大牙深精加工程序编写

9 结束语

(1) 此方法加工过程无空行程, 加工效率较高;利用分区域切削, 粗加工时采用斜进法进刀, 有效避免刀具非正常磨损;粗加工采用G76指令, 精加工采用G92指令结合主程序调用子程序编程法, 有效简短程序的篇幅。

(2) 此加工方法所采用的图形看起来稍微繁复, 但只要弄通当中的联系, 按步骤做下去, 会发现图形的绘制难度并不高。

(3) 此加工方法特色为纯手工编制程序, 当中求起点坐标的问题用电脑绘图的方法解决, 旨在利用基本的技能解决令人头疼的大螺距梯形螺纹编程问题。

摘要：本文讨论梯形螺纹加工工艺, 研究使用普通编程指令编写梯形螺纹加工程序, 结合图形辅助计算编程所需的关键点坐标。

关键词：梯形螺纹加工,分区域切削,斜进法,G76指令,主程序调用子程序

参考文献

[1]尹玉珍.数控车削编程与考级 (FANUC oi-TB系统) [M].

梯形螺纹的数控加工 篇3

关键词：数控车床,梯形螺纹,加工工艺,加工方法,编程

梯形螺纹在工业中运用较为广泛, 常见的有车床上的丝杆, 还有一些梯形螺纹的接头。在数控技能竞赛中, 梯形螺纹的加工也越来越多, 占得比分也较大。那么, 在采用数控车床加工时, 需要对梯形螺纹工艺进行合理的分析, 正确选择加工刀具以及注重加工方法的选择。合理的工艺, 正确的刀具, 好的加工方法能直接保证梯形螺纹的加工质量。本文就从以上几个方面展开说明:

1、梯形螺纹加工的工艺分析

1.1 梯形螺纹的参数及代号

牙型角:我国标准规定30°;螺距:由螺纹标准规定;大径 (公称直径) d;中径d2=d-0.5P;小径d3=d-2h3;牙高:h3=0.5P+αc;牙顶宽:f=0.366P;牙槽底宽:w=0.366P-0.536αc;牙顶间隙:αc, 当P为1.5-5时, αc值为0.25;当P为6-12时, αc值为0.5;当P为14-44时, αc值为1。

梯形螺纹的代号:梯形螺纹的代号用字母“Tr”及公称直径×螺距表示, 单位均为mm。左旋螺纹需在尺寸规格之后加注“LH”, 右旋则不用标注。

1.2 梯形螺纹的刀具选择

(1) 硬质合金梯形螺纹车刀为了提高生产效率, 可以使用硬质合金的梯形螺纹车刀进行粗车。刀头宽度要小于牙槽底宽。 (2) 高速钢梯形螺纹车刀该刀能车削出较高精度和较小表面粗糙度的螺纹。可用于精车。

1.3 梯形螺纹在数控车床上的加工方法

直进法螺纹车刀X向间歇进给至牙深处采用此种方法加工梯形螺纹时, 车刀的三个加工面同时受力, 散热条件比较差, 车刀很容易磨损, 当进刀量过大时还能产生“扎刀”, 把牙形表面镂去一块, 甚至能够折断车刀。

斜进法螺纹车刀沿牙型角方向斜向间歇进给至牙深处。采用此种方法加工梯形螺纹时, 只有一侧刀刃参与切削, 从而使排屑比较顺利, 刀尖的受力和受热情况有所改善, 在车削中不易引起“扎刀”现象。

在数控车床上加工梯形螺纹时, 选用G76指令进行编程加工, 采用直进法进行车削时, 选好梯形刀, 减小背吃刀量, 选择适当的进给量, 并加足切削液, 可尽量减小扎刀现象。

1.4 梯形螺纹的测量方法

(1) 梯形螺纹塞规测量法:用标准螺纹环规进行综合性测量。 (2) 单针测量法:只需使用一根量针, 放置在螺旋槽中, 用千分尺量出螺纹外径与量针顶点之间的距离。 (3) 三针测量法:这种方法是测量螺纹中径的一种比较精密的方法。此方法在对梯形螺纹的精度有较高要求的时候使用。测量时, 把三根直径相等的量针放在同一条螺旋槽中, 用千分尺量出两边量针顶点之间的距离。

2、梯形螺纹加工编程实例

如图1有一个简单的梯形螺纹, 对其进行工艺分析, 用G76指令编程。

(1) 计算必要的梯形螺纹的数据值:

牙高h3=0.5P+αc=0.5×6+0.5=3.5

大径d=36;

中径d=d-0.5P=36-0.5×6=33;

小径d=d-2h3=36-2×3.5=29;

牙顶宽f=0.366P=0.366×6=2.196

牙槽底宽w=0.366P-0.536αc=0.366×6-0.536×0.5=1.928

查询公差表, 记录公差值, 在进行测量时修复至尺寸公差。

(2) 加工工艺步骤:

第一步:加工工件外圆、切槽及倒角1) 夹住工件的左端, 伸出大于36mm加槽宽的长度, 保证车削梯形螺纹时有足够的退刀距离。2) 车削工件右端面, 并进行对刀。3) 用外圆车刀粗、精车梯形螺纹的大经至∮36mm, 长度36mm, 并倒C3角。4) 切槽刀切槽并将∮36mm的左端面倒C3角。

第二步:车削梯形螺纹1) 编写程序, 设置粗车梯形螺纹的最小背吃刀量为0.05mm, 留精车余量0.06mm。2) 两次精车梯形螺纹后, 测量尺寸进行修正。

(3) 编写梯形螺纹数控程序。

3、结语

通过以上对梯形螺纹在各个方面的分析, 加工工艺﹑编程参数的合理设置等。将这些分析带入实际操作中, 那么我们在数控车床上加工梯形螺纹时, 就会将问题大大的降低。这样就可以在数控车床上加工出较完美的梯形螺纹。

参考文献

[1]徐洪义主编.车工 (技师高级技师) [M].中国劳动社会保障出版社.

一种车削梯形螺纹技法 篇4

一、梯形螺纹车刀的刃磨要求

1、高速钢右旋梯形螺纹粗车刀(以车Tr32×6-7h螺纹为例)

高速钢右旋梯形螺纹粗车刀,为了便于左右切削并留有精车余量,两侧切削刃之间的夹角应小于牙型角30°,取29°左右。刀头宽度应小于牙槽底宽W(W=1.93),刀头宽度取1.5~1.7mm。为了高效去除大部分切削余量,将刀头磨成圆弧型,以增加刀头强度,并将刀头部分的应力分散。为了使车刀两条侧切削刃锋利且受力、受热均衡,将前刀面磨成左高右低、前翘的形状,使纵向前角γp=5°、γ右=(3°-5°)+a°、γ左=(3°-5°)-a°、αo右=5°-a°、αo左=5°+a°,a为螺旋升角;如果是左旋螺纹,则γ右、γ左、αo右、αo左相反。

2、高速钢右旋梯形螺纹精车刀(以Tr32×6螺纹的车刀为例)

为保证牙型角正确,两侧切削刃之间的夹角略大于牙型角,刀头宽度仍可略小于牙槽底宽,以利于两侧面的加工,并保证两侧面的表面表糙度达到要求,三处后角均可略取大αo前=8°、αo右>5°-a°、αo左>5°+a°,a为螺旋升角;如是左旋螺纹,则αo右与αo左刚好相反。

二、工件的装夹

为了高效,大余量地车削梯形螺纹,在满足工件技术要求前提下,一般粗、精车都用一夹一顶装夹,个别对中径跳动要求高,不适合一夹一顶加工的工件,也应粗车选择一夹一顶装夹,精车时用两顶尖装夹来保证工件的技术要求。

三、车床的选择和调整

1、挑选精度较高,磨损较少的机床。

2、正确调整机床各处间隙,对床鞍、中小滑板的配合部分进行检查和调整、注意控制机床主轴的轴向窜动、径向圆跳动以及丝杠轴向窜动。

3、选用磨损较少的交换齿轮。

四、梯形螺纹的车削方法

一般说车梯形螺纹,采用的是左右车削法,现以车Tr32×6-7h螺纹来介绍如何车削梯形螺纹。

1、将螺纹大径(留余0.2~0.3左右)和两端倒角(15°)车好,然后将螺纹粗车刀对到工件外圆上,将中滑板为零,同时小滑板朝前进方向消除间隙后对零。此举目的是方便学生记住刻度,不易出错。

2、以直进法车螺纹。由于粗车刀刃磨得锋利又耐用,可加大切削深度。如,车Tr32×6的螺纹,螺纹牙型高度h3=3.5mm,可第一刀进0.75mm,第二刀0.5mm,第三刀0.25mm,共计1.5mm(此时因刀具三刃受力,难以继续采用大切削深度的直进法车削,就开始左右减刀)。

3、用游标卡尺测量此时牙顶宽,将测量牙顶宽减去理论牙顶宽(W=2.196≈2.2),再减去所留两侧精车余量(0.2~0.4左右,精车余量以两侧面表面粗糙情况而定,表面光洁时取0.2,表面粗糙时取0.4),这就是赶刀的余量,将这个余量除以2,就是每侧减刀的量。例如:我现测得牙顶宽为4.6mm,则我应向左边减刀的量是[(4.6-2.2)-0.3]/2=1.05mm。当我仍以进刀深度为1.5mm,向左减刀量为1.05mm车时,梯形螺纹刀只有左侧刃在切削,切削力不会太大。车完左边减刀的一刀,将小滑板先退后进(消除空行程)对应地在零线右边减刀1.05mm车一刀(也可分两至三刀将减刀量1.05mm车完)。车完后,将小滑板再次对零。此时刀具就落在车宽了的槽中间。

4、再以直进法车螺纹,由于刀头宽度<W(W=1.93),故可再如前2步分三次进刀将螺纹再车深1.5mm,然后又先向左减刀。此时应目测确定减刀量,并通过在螺纹头部试切,看切屑宽度(以不车起前一次直进法车出的左侧面为度,如车到前一次的侧面,则切屑会变宽),最后确定减刀量,将左侧车好后,以相同减刀量再车右侧面,左右两边车完后,再次将小滑板对零。

5、最后又以直进法车螺纹。第一刀进刀深度为0.25mm,第二刀0.15mm,第三刀0.1mm,第四刀0.1mm。经过2、4、5三步的车削螺纹共车深3.7mm,然后如4步将左侧面减刀至整个侧面车起,同样再将右侧面减刀车起,至此粗车完成。

6、换上螺纹精车刀,将它在螺纹大径上对刀,并将中滑板刻度盘对零。由于精车刀刀头宽度仍小于牙槽底宽,故精车刀可落到槽底,目测使精车刀处于槽中间,看此时刻度盘值,然后以每次进刀0.05~0.1mm,将总进刀深度车至3.8~4.2mm(因应车深度为牙高3.5mm,大径留余0.2~0.3mm,小径偏差0~0.419mm,三者之和3.5+(0.2~0.3)+(0~0.419)=(3.7-4.2)mm),而粗车时已车切削深度3.7mm,,故实际只需进刀0.1~0.5mm。当牙底车起车平后,又向左侧赶刀,每次0.1~0.15mm,至将左侧面全部车起、车平,然后以低速走空刀(中、小滑板均不进刀),将左侧车光洁,再将螺纹刀直接退至右边车右侧面,每车一刀就用游标卡尺量一量牙顶宽,当牙顶宽接近2.2mm时,再用三针测量其M值。当M值合格时,螺纹中径即合格。

7、最后将大径车至尺寸,并将牙项尖边去毛刺。

8、至此梯形螺纹加工完毕。在整个加工过程中,粗加工大约用16~24刀,约需时间15分钟左右,精加工6~12刀左右。同样约需15分钟(包含测量的时间),而且由于每次车削参加切削的刃不太长,所受的切削力不太大,故切削过程平稳,不会出现扎刀的现象,更不会打刀。从而保证车梯形螺纹的快速和稳定。

五、梯形螺纹的测量

三针测量法是测量外螺纹中经的一种比较精密的方法。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。

例:车Tr42×6-7h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d D=0.518P≈3.1mm

千分尺读数值M=d2+4.864d D-1.866P=39+4.864×3.1-1.866×6=39+15.08-11.20=42.88mm

测量时应考虑公差,则M=42.88-0.118-0.453为合格。

M值简化读数为42+0.46+0.43

三针测量法采用的量针一般是专门制造的,在实际应用中,有时也用优质钢丝或新钻头的柄部来代替,但与计算出的量针直径尺寸往往不相符合,这就需要认真选择。要求所代用的钢丝或钻柄直径尺寸,最大不能在放入螺旋槽时被顶在螺纹牙尖上,最小不能放入螺旋槽时和牙底相碰,可根据实际在相应范围内进行选用。

总之,生产实践中梯形螺纹的车削是相当复杂的,车削过程中不可仅仅应用一种方法去车削,而应融会贯通,并且注意车削过程中出现的啃刀现象、如何保证螺纹精度、表面粗糙度,在车削过程中灵活运用,高效率、高精度、高品质地完成梯形螺纹车削。

参考文献

[1]王公安.车工工艺学(第四版)[M].北京:中国社会劳动保障出版社,2005.

浅谈普车梯形螺纹加工 篇5

梯形螺纹是利用很广泛的传动螺纹，分为米制和英制两种。英制梯形螺纹的牙型角为29°，我国常见的是米制梯形螺纹，其牙型角为30°。

1．梯形螺纹标记

梯形螺纹的标记由螺纹代号、公差代号和旋合长度代号组成，彼此间用“—”离开。根据国标规定，梯形螺纹代号由种类代号Tr和螺纹“公称直径×导程”来表示，由于标准对内螺纹小径D1和外螺纹大径只规定了一种公差带(4H、4h)，规定外螺纹小径d3的公差地位永远为h的基础偏差为零。公差等级与中径公差等级数雷同，而对内螺纹大径D4，标准只规定下偏差(即基础偏差)为零，而对上偏差不作规定，因此梯形螺纹仅标记中径公差带，并代表梯形螺纹公差(由表现公差带等级的数字及表现公差带地位的字母组成)。

螺纹的旋合长度分为三组，分辨称为短旋合长度(S)、中旋合长度(N)和长旋合长度(L)。在一般情形下，中等旋合长度(N)用得较多，可以不标注。

梯形螺纹副的公差代号分辨注出内、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，中间用斜线分隔。

标记示例：

螺纹代号

单线螺纹：Tr36×6-7H-L

Tr：螺纹种类代号(梯形螺纹)

36：公称直径

6:导程 (对于单线螺纹而言, 导程即为螺距)

7H:内螺纹公差代号

L:旋合长度代号

2. 梯形螺纹的几何尺寸计算

梯形螺纹的计算公式及其参考值：

牙顶间隙：k=0.5mm;公称直径d1=36mm;中径d2=d-0.5p=33mm。

小径：d3=d-2h3=36-2 (0.5*6+0.5)=29mm。

牙高：h3=0.5p+ac=3.5mm。

牙顶宽：a=0.366p=2.196mm。

牙槽底宽：w=0.366p-0.536ac=1.982mm。

牙顶槽宽：a1=6-2.196=3.804mm。

二、梯形螺纹的车削方法（以Tr36×6为例）

车削梯形螺纹与三角螺纹相比，螺距大、牙型角大、切削余量大、切削抗力大，而且精度要求高，加之工件一般都比较长，所以加工难度较大。一般车削梯形螺纹我们用以下几种方法。

1. 直进法

即每一刀都在X向进给，直至牙底处(见下图1)。采用此方法加工梯形螺纹时，螺纹车刀的三个切削刃都要参与切削，导致加工排屑艰苦，切削力和切削热增长，刀头磨损严重，容易产生“扎刀”和“崩刃”现象，因此这种方法不合适大螺距螺纹的加工。

2. 斜进法

螺纹车刀沿牙型一侧平行的方向斜向进刀，直至牙底处，用此方法加工梯形螺纹时，车刀始终只有一个侧刃参与切削，从而使排屑较顺利，刀尖的受热和受力情形有所改良，不易产生“扎刀”等现象。

3. 交叉法

螺纹车刀分辨沿左、右牙型一侧的方向交叉进刀，直至牙底。这种方法与斜进法较类似，利用此方法螺纹车刀的两刃都参与了切削。

以上三种方法加工时的刀具一般采用高速钢材料的刀具，粗、精车各一把刀，且切削是主轴转速不高，在整个切削过程中冷却液一直使用，导致生产效率低，操作者劳动强度大。

在实际生产中对精度要求不是很高的梯形螺纹加工时用硬质合金刀具按着牙形角(角度尺定在29°30′)刃磨, 刀头宽度1.982mm，右侧加一螺旋升角，左侧减去一螺旋升角，主轴转速在400r/min左右，采用直进法加工，应把车床各滑板间隙调整到理想状态，最初时中滑板进刀量为1.2mm, 以后依次递减，直至到螺纹的小径尺寸。因为螺距为6mm，可以被车床丝杠螺距整除，可以抬开合螺母进行退刀;如螺距不能被车床丝杠螺距整除，依据个人的操作熟练情况选择适合的主轴转速来进行加工，但建议最低主轴转速不低于260r/min。在临界螺纹终点距离时，可以用操纵压杆适度控制正转时的转速，但千万不能压得过位(以导致反转)。

当螺纹精度要求较高时，在粗加工时也可采用上述方法，只是刀头宽度应小于牙槽底宽，给精加工留有余量，此时应采用高速钢车刀进行精加工。一般操作者在精加工时主轴转速(正转)选择较低，这样反转回到起刀点时也需等待一段时间，(或是变换较高的主轴转速，到达起刀点后再变换回较慢的主轴转速，很是浪费时间)建议在正车时选一合适的主轴转速(如80r/min)。只是操纵压杆适度控制正转时的转速，使其实际转速低于选用的速度;待退刀时全速回退，能适当提高加工效率，使加工具有连续性。

粗加工时，为减小切削力, 往往采用左右借刀切削法，当采用左右借刀切削法强力车削右旋螺纹时，用右主刀刃切削时刀具承受了工件给它的力, 其中轴向分力Px与刀具的进给方向相同, 刀具把这个轴向分力Px传给了床鞍, 从而推动了床鞍向有间隙一侧做快速猛烈地来回窜动。其结果是使刀具来回窜动并使加工表面产生波纹, 甚至断刀。因次建议用左侧切削刃进行扩槽宽，使加工具有一定的稳定性，提高刀具耐用度。

浅谈车工实习梯形螺纹的车削 篇6

1梯形车刀的选择和刃磨

“工欲利其器,必先利其刃”可以说梯形螺纹的车削与加工,梯形螺纹车刀的选择与刃磨是梯形螺纹的车削关键,也是使学生掌握加工梯形螺纹的重点与难点。梯形车刀的刃磨正确与否直接影响加工工件的生产效率和工件的精度,所以在实际教学中对学生如何掌握正确刃磨车刀要花费很大时间和精力。首先在车刀材料选择上,加工梯形螺纹车刀材料一般为高速钢车刀(低速车削)和硬质合金车刀(高速车削),由于学生刚接触梯形螺纹,由于高速钢车刀刃口锋利、韧性好适于低速车削,所以在实际教学车刀材料的选择一般采用高速钢车刀,由于车削梯形螺纹时,多个刀刃参加切削,为了减小切削力,螺纹车刀也应分为粗车刀和精车刀,对于螺距较大的螺纹还可以加入一把切深刀(类似切槽刀)。

1.1梯形螺丝车刀的刃磨

1)刀尖角为了左右车削并留有精车余量,刀尖角应小于牙型角,精车刀牙型角等于螺纹牙型角。

2)刀头宽度加工中一般采用左右车削方法,所以刀头宽度都要小于牙底槽宽,粗车刀要考虑车刀的强度问题所以可略宽些。

3)前角粗车刀可刃磨10°左右径向前角,径向前角不易选用太大,否则极易发生扎刀现象。精车刀径向前角为0°,这种车刀刃磨和研磨都比较容易,刀刃直线度好,前端切削刀也可以参加切削,此磨刀方法比较适合于学生掌握,固在实际教学中一般都采用此方法刃磨刀具。因为采用教材刃磨两侧刀刃前角需要在二刀刃之间磨有10°~20°的断屑槽,这种方法虽然加工中利于排屑,切削也较为轻便,但由于前端切削刃不能参加切削,另外对沙轮与学生刃磨刀具的技术较高,操作要求较为困难,固不采用这种磨刀方法。

4)后角车刀应磨有背后角为6°~8°因梯形螺纹螺旋升角较大,实际后角与刃磨后角不同,左侧后角为(3°~5°)+Ψ,右侧后角为(3°~5°)-Ψ精车刀二侧后角由于切削余量小可适当加大。

以上为车刀基本角度选择,本人认为二侧后角刃磨正确与否与车刀车削刃是否锋利、光滑、平直、无裂口是刃磨梯形螺纹车刀的关键。二侧后角小会发生车削困难,阻力加大,二铡牙型表面粗糙,并会产生啃刀和让刀现象。二侧后角大车刀的强度降低,刀具磨损快吃刀深度小降低加工效率,严重时会产生扎刀现象。在实际教学初期时根据不同螺纹制做不同的样板使学生能初肯掌握刃磨技术后再进行指导。车刀切削刃的锋利、平直、光滑及二侧后面表面粗糙度对加工梯形螺纹精度和质量也起到决定性的因素,所以梯形车刀在沙轮刃磨后一定要用油石对车刀进行研磨,需要注意的是在研磨时油石与车刀的后面一定要保持平行,否则极易出现把刀磨钝的现象,可以说这一步是解决车削顺利与否和保证件精度和表面粗糙度的关键。另外注意的是在刃磨刀具时刀头不能歪斜,在磨刀时要随时将车刀放入水中冷却,以防止车刀发生退火。

1.2梯形螺纹车刀安装

根据梯形螺纹的车削特点,车刀一般分为轴向装刀和法向装刀两种方法。轴向装刀是使车刀前刀面与工件轴线重合,其优点是车出的螺纹直线度好,安装容易。法向装刀是使车刀前刀面在纵向时给方向对基面倾斜一个螺纹升角,即使前刀面在纵向进给方向垂直于螺旋线的切线,其优点是左右切削时切削刃工作前角相等,切削受力平均,排屑好,但螺纹牙型不成直线而是双曲线,学生对其安装方法掌握也较为困难,固在开始学习车削梯形螺纹时采用轴向装刀的方法。

2工件装卡及加工前对车床的调整

粗车较大螺距螺纹时,由于切削力较大,通常使用一顶一卡装卡工件,在装卡时要考虑到套筒的伸出长度,太长会降低安装的刚性和强度,太短则会使车刀返回时床鞍与尾座相碰,同时使用一个阶台靠住卡爪平面或用轴向定位块限制,固定工件轴向位置,以防止切削力过大工件轴向发生位移而影响螺纹的车削。车床选择精度好、磨损小、刚性好的车床加工并对床鞍及中小滑板进行调整,使其间隙松紧合适,特别注意控制主轴的轴向窜动、径向跳动及丝杠的窜动,选用配换精度高的交换齿轮,调整主轴上的摩擦片,使其松紧合适,以减少切削时车床因素而产生的加工误差。

3加工梯形螺纹的方法

车削梯形螺丝与三角形螺纹相比较,螺距大、牙型大、切削余量大、切削抗力大,并且精度要求较高,加之工件一般较长,所以对学学来说加工难度较为困难。除按所车螺距大小,在车床进给箱上找出调整变速手柄所需们位置,保证所车的螺距符合要求外,还要考虑梯形螺纹的精度和螺距大小来选择还同的加工方法。通常对于精度较高的梯形螺纹采用低速车削的方法,同时此方法对学生来说相对也容易掌握,故在实际操作中采用低速车削、左右进给法车削螺纹。在实际教学中,在车削前计算出螺纹牙顶宽度,之后用三角螺纹车刀刀尖首先在工件表面轻轻划出一条螺旋线,之后配合使用百分表使用小z滑板移动一个牙顶宽度在工件上划出第二条螺旋线,此为单线螺纹的划线方法,多线螺纹以此类推,之后再进行粗车,粗车时保证车刀始终保持在牙槽宽度二线之内,二侧应留有0.2mm左右的精车余量,在精车时首先精车右侧牙型,之后使用百分表配合小滑板精确向前移动一个牙槽宽度,同时保证牙型高度车削左侧牙型。车削时选择较小的切削用量,以减少工件的变形,同时要充分使用切削液,以降低温度和保证润滑,在横向进刀时,为了防止进刀量过大,或是发生多时一圈的情况,每次进给后都要求学生用粉笔在中滑板和刻度盘上做有标记,以保证加工准确和安全。

以上是本人对车削梯形螺纹实际教学中的一点心得,在实际教学中也收到了较好的教学效果,近几年我校学生在考级和参加省市级的普车技能大赛中都获得了不错的成绩,取得了不错的效果,不足之处,敬请同行给予批评指正。

参考文献

[1]车工工艺与技能训练[Z].

非标准梯形螺纹 篇7

梯形螺纹是工程中应用广泛的结合形式,用于传递力与运动。由于梯形螺纹刀牙形角小,刀尖强度弱,加工中排屑困难,易形成积屑瘤,造成扎刀,因此加工较为困难[1]。同时在加工梯形螺纹中容易形成3刃切削,引发振动,从而损坏刀具[2],严重影响梯形螺纹加工精度与效率,使得梯形螺纹在传统加工中是一个难点,尤其使用普通车床加工时,对操作者提出了非常高的技术要求。随着数控机床的高速发展,数控系统的不断完善,采用数控车床加工梯形螺纹成为必然,因此合理设计安排加工工艺,编制通用性较强的程序代码,充分发挥数控车床的优势成为首要解决的问题。

宏程序是数控系统提供给用户的一种类似于高级语言的编程方式,由于其含有逻辑运算、算术运算和函数等混合功能,使得编程的方法更加灵活多样,有利于一些特型面(如椭圆、抛物线)或者轨迹控制繁琐但却有一定规律的零件的程序编制,可以减少乃至消除手工编程进行的繁琐的数值计算,而且可以进行参数传递,使得编制的程序可以适应系列零件的加工。

1 梯形螺纹加工工艺分析

1.1 梯形螺纹切削方法分析

梯形螺纹的车削主要有高速和低速两种,对于精度要求较高的梯形螺纹以及单件生产时,低速应用比较广泛。传统的加工方式主要有直进法、斜进法、左右车削法、切槽法等[3]。

直进法:如图1(a)所示,刀具沿横向进刀,由于为三刃切削,切削力大,发热量高,刀具易磨损,排屑不畅,容易扎刀。

斜进法:如图1(b)所示,进刀方向沿牙形角方向,由于采用单刃切削,切削力减少,排屑顺畅,FANUC系统中的G76即为典型的斜进法加工。

左右车削法:如图1(c)所示,刀具沿着两侧牙型角交替进刀完成切削,也是斜进法的一种,编程中可以采用宏指令编程完成。左右切削法还可以衍生出中左右切削法。

切槽法:如图1(d)所示,先采用切槽刀粗切出螺纹槽,再使用梯形螺纹刀加工螺纹槽两侧面,由于对刀等因素的影响,此法在数控车加工中应用比较困难。

分层切削法:如图1(e)所示,分层切削法能很好的解决大导程切削的问题,分层切削法将切削方向分成若干层,每层沿进刀方向若干次进刀。此法中刀具单刃切削,保证切削面积均匀,工作平稳,不易产生振动和扎刀,排屑及加工表面品质高,现基于分层切削法的思想,实现梯形螺纹的参数化编程。

1.2 刀具的选择

螺纹车刀的材料主要有高速钢与硬质合金两种,车刀材料的合理选择,对车削效率影响甚大。高速钢刀刃磨方便,韧性好,刃口锋利,刀尖不易断裂,适合车削塑性材料,但不耐高温,高速易磨损。车削脆性材料(如铸铁、铸铜)最好采用硬质合金刀具。硬质合金刀具耐高温,高速切削磨损较小,效率高,但是刀刃易断裂,工件易翻边。文中的零件材料为45钢,故选择高速钢梯形螺纹刀。

1.3 工件安装方式的确定

图2为所要加工的工件图样,为了保证较好的同轴度要求,车床上采用了两顶尖加鸡心夹头的装夹方式来加工梯形螺纹。但对与直径较大,导程较大的梯形螺纹,为防止切削振动,通常采用四爪或软爪的一夹一顶的装夹方式,而使用硬质合金刀加工,由于高速离心力和切削力都比较大,一般都采用一夹一顶的方式加工。

1.4 梯形螺纹的测量[4]

梯形螺纹主要用来传递力与运动,精度要求高,因此采用三针测量法来检测梯形螺纹的精度。测量时,在螺纹凹槽内放入具有相同直径d0的三根量针,然后用千分尺测量尺寸M的大小,从而计算出螺纹中径d2。对与梯形螺纹而言有:

M=d2+4.864d0-1.866,d0=0.518P,

式中:M——加入三针后千分尺读数;

d2 ——螺纹中径;

d0 ——测针直径;

P ——螺距。

2 梯形螺纹参数化宏程序编制

FANUC-0i-mate TC系统支持A,B两类宏程序,B类宏程序类似于C语言格式,编写方便,通俗易懂,但是参数传递相对来说比较繁琐,程序通用性不强。A类宏程序使用G65Hm格式表达数学运算和逻辑关系,可读性差,现在几乎不用[5]。现采用G65非模态调用方式传递参数并结合B类宏程序编写梯形螺纹加工子程序,能够实现不同规格的系列零件的加工,具有很强的适应性。

2.1 梯形螺纹基本尺寸的确定

梯形螺纹的基本尺寸参数参照GB/T5796.1-1986标准,主要计算公式如表1所示。

对于Tr36X6-7e的梯形螺纹而言,牙顶间隙为0.5mm,大径为36mm,中径为33mm,小径为29mm,牙高为3.5mm,牙顶宽为2.196mm,牙底槽宽为1.928mm。

2.2 分层切削法的基本流程

分层切削法的的基本流程如图3所示,子程序主要根据此流程进行编制。并对其中的一些细节进行细化[6]。

2.3 关键传递参数的设置

对梯形螺纹而言,关键需要知道公称直径x,切削终点z值,螺距(导程)F,梯形螺纹刀刀宽A,每次进刀量U,每次z向平移量W,精加工余量R即可。G65调用格式为:G65P_x_z_A_U_W_R_F_;

程序中所有涉及的变量参数如表2所示。

2.4 梯形螺纹加工程序编制

主程序如下:

子程序如下:

2.5 关于参数化编程的说明

a) 采用高速钢刀具,低速精加工能很好的提高工件表面质量;如果使用硬质合金刀,需要改变子程序中精加工的转速值,将其提高到与刀具铭牌上相吻合的速度。

b) 对于不同尺寸的梯形螺纹只需要修改x,z,A,U,W,R,F参数即可实现参数可控的加工,程序中梯形螺纹刀采用左刀尖对刀。

c) 加工完成后使用三针测量法测量螺纹中径,并通过修改程序的方式进行调试。

3 结语

通过实践发现,采用分层切削法加工梯形螺纹能保证刀具切削受力均匀,排屑流畅,不易产生扎刀现象,刀具磨损较小,延长了刀具的使用寿命;通过精修两侧面能极大地降低侧面粗糙度,提高了梯形螺纹的加工质量和效率。本文采用分层切削法并运用参数化宏程序编制的方法,极大地提高了宏程序的通用性,只需改变参数即可适应不同系列梯形螺纹的加工,同时也可以为车削蜗杆等提供一定的参考价值。

摘要：梯形螺纹在工程中应用非常广泛,由于牙形角小、刀具强度弱,因此如何高效加工梯形螺纹成为机械加工工艺探讨的一大热点。基于FANUC0i-mate TC数控系统,从梯形螺纹加工方法分析、工艺设计和程序编制等方面对梯形螺纹的数控车削加工方法进行了探讨。

关键词：梯形螺纹,数控加工,加工工艺

参考文献

[1]唐书林,严瑞强.梯形螺纹的数控加工方法[J].现代制造工程,2008(6):70-71.

[2]徐福林.米制梯形螺纹的加工技术[J].机械制造与自动化,2005,34(5):56-57.

[3]腾凯,马秀丽.分层法车削梯形螺纹[J].机械制造与自动化,2007,36(1):33-35.

[4]陈德隆,赵福令.机械精度设计与检测技术[M].北京:机械工业出版社,2001:210-211.

[5]王晓莉,穆瑞.应用宏程序加工多线梯形螺纹[J].机械,2010.36(7):58-61.