学习任务十七椭圆配合件的加工.docx

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学习任务十七椭圆配合件的加工

学习任务十七椭圆配合件加工

能够了解梯形螺纹加工的特点并掌握梯形螺纹加工方法。

能够掌握利用宏程序加工综合件的方法。

能够掌握控制配合件形位公差和尺寸公差的方法。

相关知识

1、梯形螺纹的参数

梯形螺纹的轴向剖面形状是一个等腰梯形，一般作传动用，精度高；如车床上的长丝杠和中小滑板的丝杠等。

国家标准规定梯形螺纹的牙型角为30°。

其主要参数如下表。

30°梯形螺纹（以下简称梯形螺纹）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”，右旋则不注出。

例如Tr36×6等。

图18-1梯形螺纹的牙形

表18-1梯形螺纹的参数及计算

名称

代号

计算公式

牙型角

α

α=30°

螺距

P

由螺纹标准确定

牙顶间隙

ac

P

1．5～5

6～12

14～44

ac

0．25

0．5

1

外螺纹

大径

d

公称直径

中径

d2

d2=d-0.5P

小径

d3

d3=d-2h3

牙高

h3

h3=0.5P+ac

内螺纹

大径

D4

D4=d+2ac

中径

D2

D2=d2

小径

D1

D1=d-P

牙高

H4

H4=h3

牙顶宽

f、f′

f=f′=0.366P

牙槽底宽

W、W′

W=W′=0.366P-0.536ac

2、螺纹的一般技术要求

（1）螺纹中径必须与基准轴颈同轴，其大径尺寸应小于基本尺寸。

（2）车梯形螺纹必须保证中径尺寸公差。

（3）螺纹的牙形角要正确。

（4）螺纹两侧面表面粗糙度值要低。

3、车刀的装夹

（1）车刀主切削刃必须与工件轴线等高（用弹性刀杆应高于轴线约0.2mm）同时应和工件轴线平行。

（2）刀头的角平分线要垂直与工件的轴线。

用样板找正装夹，以免产生螺纹半角误差。

如右图。

（3）要考虑螺旋升角的影响车削右旋螺纹时，车刀左侧的刃磨后角等于工作后角加上螺旋升角，右侧的刃磨后角等于工作后角减去螺旋升角。

车刀的左侧前角会变大，右侧前角变小。

可以将车刀法向安装，或在车刀的两刀刃上刃磨较大的前角，使切削省力，并排屑顺利。

4、螺纹进刀方式

（1）递减方式每次进给量逐渐减小。

根据牙形深度，从相对大的初始值（0.2—0.35mm），到最后逐渐减小（0.09—0.2mm），直到最后完成。

（2）稳定进刀方式每次进给量相等。

切削厚度固定，

可以优化切屑形式，一般初始值为0.08—0.12mm。

最后一刀至少0.08mm。

这种方式可以得到较好的切屑控制和较高的刀具寿命，比较适用于新机床。

5、梯形螺纹的公差

梯形螺纹的公差是在普通螺纹公差的基础上建立起来的，梯形螺纹的公差带位置应符合下面规定。

内螺纹的大径、中径和小径的公差带位置为H，基本偏差为EI为零；外螺纹中径的公差带位置为e和c，基本偏差es为负，大径和小径的公差带位置h，其基本偏差es为零。

梯形螺纹的公差等级应符合以下规定，外螺纹中径和小径应取相同的公差等级。

梯形螺纹的优选公差带如下表所示。

公差精度

内螺纹旋合长度

外螺纹旋合长度

N

L

N

L

中等

7H

8H

7e

8e

粗糙

8H

9H

8c

9c

6、梯形螺纹标记

完整的螺纹标记应包括螺纹特征代号、尺寸代号、公差带代号、旋合长度代号。

例如，Tr36×12（P6）-7H/7e表示公称直径为36，导程为12，公差带为7H的双线内螺纹与公差带为7e的双线外螺纹相配合。

公差值的计算可查相关表格。

下面我们一起来完成下图零件的编程加工

图18-1椭圆配合件装配图

图18-2椭圆配合件件1加工任务图

图18-3椭圆配合件件2加工任务图

1、加工工艺分析

1）图样分析

（1）尺寸精度分析如图所示，在装配图中，有总长度要求108.3+0.1-0.1mm，间隙要求1+0.03-0.03mm，主要通过以下措施来保证。

①严格控制件1和件2的长度尺寸。

②在装夹时要精确找正，保证端面与轴线垂直。

③总长度可以通过配合后修配件2的长度来保证。

④间隙尺寸可以通过两锥面的配作来保证。

先加工内锥再加工外锥，以内锥检测外锥。

在零件图中，锥面的尺寸一定要精确保证，在修配时，可以通过刀偏中的磨耗变化来反复修配，以保证锥面的配合接触面和配合间隙。

在零件图18-2中，梯形螺纹的大径、中径、小径需要计算，图18-3中的椭圆长度需要计算，右端面的直径需要计算。

查表得到螺纹的公差分别为：

中径的基本偏差es=-0.118，大径和小径的基本偏差为零，大径、中径、小径的公差值分别为0.375、0.335、0.537。

梯形螺纹的大径、中径、小径的尺寸分别为：

d=400-0.375、d2=37-0.118-0.453、d3=330-0.537。

椭圆的长度为34.64mm。

右端面直径为13.266mm。

（2）行位精度分析图18-1中，椭圆配合后轮廓度公差要求为0.05mm，应采用两顶尖装夹方式进行精加工，并且要选用精度较高的刀具，一定要精确进行刀尖圆弧半径补偿。

（3）表面粗糙度分析两锥面和椭圆表面的粗糙度都要求Ra值小于1.6μm，其余表面也要求Ra值在3.2μm以下。

主要靠合适的刀具、合理的切削用量和正确的工艺路线来保证。

2）制定加工方案

（1）零件2的加工方案下料φ50×51mm，车椭圆部分到φ49mm，粗精加工内孔部分到尺寸，掉头夹住φ49mm部分，车削φ24及R12圆弧部分并留余量。

（2）零件1的加工方案下料φ50×80mm，车削椭圆部分到φ49mm，切槽到尺寸，梯形螺纹部分车削到尺寸，掉头夹住φ49mm部分，车削锥面部分并留余量，与内圆锥反复修配，保证锥面接触面积和要求的间隙值，并保证总长尺寸。

（3）两件配合后，用两顶尖装夹，粗精车椭圆部分。

（4）填写数控加工工艺卡

牡丹江技师学院

数控实训中心

数控加工

工艺卡片

产品代号

零件名称

零件图号

综合件

图18-1,2,3,4

工艺序号

程序编号

夹具名称

夹具编号

使用设备

车间

5

O0181-0185

三爪卡盘

CKA6132

工步号

工步内容

刀具号

刀具规格

主轴转速r/min

进给速度mm/min.

背吃刀量mm

1

手动车削件2左端面，打中心孔，钻孔Φ30

T0101

93°外圆粗车刀

Φ30钻头

800

300

150

50

0.5

2

粗车件2椭圆部分外形

T0101

93°外圆粗车刀

800

150

1

3

粗车件2内锥部分

T0202

内孔车刀

700

150

0.5

4

精车件2内锥部分

T0202

内孔车刀

1000

100

0.1

5

粗车件2φ24及R12圆弧，并打中心孔

T0101

93°外圆粗车刀

800

150

1

6

粗车件1椭圆部分，螺纹大径

T0101

93°外圆粗车刀

800

150

1

7

精车件1椭圆部分，螺纹大径

T0101

93°外圆粗车刀

1500

150

0.1

8

切槽到尺寸

T0202

切槽刀

600

60

4

9

车外螺纹

T0303

梯形螺纹车刀

400

2400

0.2

10

粗车锥面部分

T0101

93°外圆粗车刀

800

150

1

11

精车锥面部分

T0404

93°外圆精车刀

1500

150

0.1

12

粗加工椭圆外形

T0101

35°外圆粗车刀

800

150

0.5

13

精加工椭圆外形

T0202

35°外圆精车刀

1200

120

0.1

编制

审核

批准

年月日

2、程序示例

O0181

N10T0101

N20G00X51Z1M03S800

N30G90X49Z-30F150粗车件2椭圆部分外形

N40G00X100Z200

N50T0202S700

N60G00G41X28Z1

N70G71U1R0.5

N80G71P90Q130U-0.2W0.1F150粗车件2内锥部分

N90G00X35.9

N100G01Z0

N110X32Z-19.5内锥轮廓轨迹

N120Z-21.5

N130X28

N140G70P90Q130S1000F100精车件2内锥部分

N150G00G40X100Z200

N160M30

O0182

N10T0101

N20G00G42X51Z1M03S800

N30G71U1R0.5

N40G71P50Q90U0.2W0.1F150粗车件2右端外形

N50G00X13.266

N60G01Z0

N70G03X24Z-10件2右端轮廓轨迹

N80G01Z-14.86

N90X51

N100G70P50Q90S1500F150精车件2右端外形

N110G00G40X100Z100

N120M30

O0183

N10T0101

N20G00X51Z1M03S800

N30G71U1R0.5

N40G71P50Q90U0.2W0.1F150

N50G00X32

N60G01Z0

N70X39.8Z-2.31粗精加工件1左端外径

N80Z-40

N90X51

N100G70P50Q90S1500F150

N110G00X100Z100

N120T0202

N130G00X51Z-40S600

N140G01X32F60

N150X51

N160Z-36.5加工件1左端的槽及倒角

N170X32

N180X51

N190Z-34

N200X40W2.31

N210G00X100Z100

N220T0303

N230G00X41Z15S400

N240G76P021030Q50R0.1加工梯形螺纹

N250G76X32.5Z-35P3500Q100

N260G00X100Z100

N270M30

O0184

N10T0101

N20G00G42X51Z1M03S800

N30G71U1R0.5

N40G71P50Q80U0.2W0.1F150粗加工外锥面

N50G00X32

N60G01Z0外锥轮廓轨迹

N70X36.1Z-20.5

N80X51

N90G00G40X100Z100

N100T0404

N110G00G42X51Z1

N120G70P50Q80S1500F150精加工外锥面

N130G00G40X100Z100

N140M30

O0185

N10T0101

N20G00G42X51Z-12M03S800

N30G73U13R26

N40G73P50Q130U0.2F150粗加工椭圆轮廓

N50G00X25

N60G01X24Z-14.86

N70#1=34.64椭圆Z向初值

N80#2=SQRT[576－0.36*#1*#1]计算X值椭圆的

N90G01X[2*#2]Z[#1-49.5]直线拟合车椭圆轮廓轨迹

N100#1=#1－0.1Z向步距

N110IF[#1GE-18]GOTO80判断Z向终点

N120G01W-1

N130X51

N140G00G40X200

N150T0202

N160G00G42X51Z-12

N170G70P50Q130S1200F120精加工椭圆轮廓

N180G00G40X200

N190M30

程序校验（用图形显示功能）、自动加工。

加工注意事项

（1）梯形螺纹车刀两侧副切削刃应平直，否则工件牙型角不正；精车时刀刃应保持锋利，保证螺纹两侧表面粗糙度低。

（2）调整小滑板的松紧，以防车削时车刀移位。

（3）鸡心夹头或对分夹头应夹紧工件，否则车梯形螺纹时工件容易产生移位而损坏。

（4）工件在精车前，最好重新修正顶尖孔，以保证同轴度。

（5）注意换刀点的位置，避免刀具与尾座发生碰撞。

分析零件加工质量及其原因。

梯形螺纹加工误差分析

问题现象

产生原因

预防和消除措施

螺纹尺寸超差

1．刀具角度不准确

2．螺距不正确

3．程序错误

4．工件尺寸计算错误

1．调整或重新设定刀具参数

2．转速过高或滚珠丝杠有间隙

3．检查、修改程序

4．正确计算工件尺寸

螺纹表面粗糙度差

1．安装刀具高于中心

2．切屑缠绕工件表面

3．刀具磨损

4．切削液选择不合理

1．调整刀具中心高度

2．选择合理的进刀方式和切深

3．及时更换刀具或刀片

4．正确选择切削液

加工时扎刀致工件报废

1．进给量过大

2．工件安装不合理

3．刀具三面刃同时切削

1．降低进给速度

2．检查工件安装，增加刚性

3．检查刀具角度是否干涉，及时修正

1、梯形螺纹的技术要求一般有哪些？

2、梯形螺纹车刀的刃磨和安装应注意哪些问题？

3、你认为梯形螺纹加工过程中应注意哪些问题？

4、Tr40×12（P3）－8H/9e－LH表示什么？

5、编程加工下面工件。

图18-4椭圆配合练习件组装图

图18-5椭圆配合练习件1

图18-6椭圆配合练习件2

表18—2图18—4椭圆配合件加工练习件评分表

班级姓名工件编号得分

检查

项目

序号

技术要求

配分

评分标准

检测

记录

得分

工件加工

1

外圆φ38尺寸正确

2

超差0.1mm以上，每多超0.01mm扣1分

2

外圆φ40尺寸正确

2

3

外圆φ30尺寸正确

3

4

配合后100+0.1-0.1合格

10

每多超0.01mm扣2分

5

间隙0.8+0.05-0.05合格

10

6

Tr36×4-8e合格

10

一处不合格扣3分

7

其他尺寸正确

3

一处错误扣1分

8

表面粗糙度合格

5

一处不合格扣3分

9

螺纹配合合格

10

不合格全扣

10

锥面配合合格

10

不合格全扣

11

外形正确

5

不正确全扣

程序编制

12

程序内容、格式正确

10

一处错误扣2分

13

加工工艺合理

20

一处不合理扣5分

机床操作

14

对刀操作正确

倒扣

每错一处扣5分

15

面板操作正确

文明生产

16

遵守安全操作规程

倒

扣

3

一处不合格倒扣5分

17

维护保养符合要求

18

工作场所整理达标