任务1车螺纹的准备.docx
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任务1车螺纹的准备.docx
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任务1车螺纹的准备
项目六车螺纹
【项目概述】
普通螺纹是我国应用最广泛的一种三角形螺纹,常用于连接、紧固和调节场合。
其特点是螺距小,螺纹长度较短。
车削普通外螺纹是车工的基本技能之一,是车工了解螺纹车削原理的必要途径。
在掌握普通螺纹相关知识的基础上,同时理解梯形螺纹的加工工艺及方法。
通过本项目的学习,掌握车削三角外螺纹和梯形外螺纹相关工艺知识及基本操作技能。
任务1车螺纹的准备
【任务描述】
在车削螺纹前需要了解螺纹的相关基础知识,同时还应该认真掌握三角外螺纹车刀的特点及其刃磨,本任务重点介绍了车削三角外螺纹前的相关准备工作,这些知识是完成车削三角螺纹前提。
【学习目标】
1、能掌握螺纹的基础知识。
2、能根据图样正确选用和刃磨普通外螺纹车刀。
3、能正确检测螺纹车刀的刀尖角。
4、能判断螺纹是否乱牙,并防止其发生。
5、能独立完成车床手柄手轮位置的变换。
【相关知识】
一、认识螺纹
1、螺纹术语
(1)螺旋线
用底边等于圆柱周长的直角三角形绕圆柱旋转一周,斜边在圆柱面上形成的曲线就是螺旋线。
(2)螺纹
在圆柱表面上,沿着螺旋线所形成的,具有相同剖面的连续凸起和沟槽称为螺纹。
沿向右上升的螺旋线形成的螺纹(即顺时针旋入的螺纹)称为右旋螺纹,简称右螺纹;沿向左上升的螺旋线形成的螺纹(即逆时针旋入的螺纹)称为左旋螺纹,简称左螺纹。
在圆柱表面上形成的螺纹称为圆柱螺纹;在圆锥表面上形成的螺纹称为圆锥螺纹。
在圆柱(圆锥)外表面形成的螺纹称为外螺纹;在圆柱(圆锥)内表面形成的螺纹称为内螺纹。
(3)螺纹牙型、牙型角和牙型高度(如图6-1-1和图6-1-2所示)
螺纹牙型是在通过螺纹轴线的剖面上,螺纹的轮廓形状。
牙型角(α)是在螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角。
牙型高度(h1)是在螺纹牙型上,牙底和牙顶间的垂直距离。
图6-1-1外螺纹图6-1-2内螺纹
(4)螺纹直径(如图6-1-1和图6-1-2所示)
外螺纹大径(d)也叫外螺纹顶径,与外螺纹牙顶相切的假想圆柱或圆锥的直径。
外螺纹小径(d1)也叫外螺纹底径,与外螺纹牙底相切的假想圆柱或圆锥的直径。
内螺纹大径(D)也叫内螺纹底径,与内螺纹牙底相切的假想圆柱或圆锥的直径。
内螺纹小径(D1)也叫内螺纹孔径,与内螺纹牙顶相切的瑕想圆柱或圆锥的直径。
中径(d2、D2)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。
同规格的外螺纹中径d2和内螺纹中径D2公称尺寸相等。
公称直径代表螺纹尺寸的直径,指螺纹大径的基本尺寸。
(5)螺距(P)
相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
(6)导程(L)
在同一条螺旋线上,相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
导程可按下式计算:
L=nP。
式中:
L为螺纹的导程,mm。
n为多线螺纹的线数。
P为螺距,mm。
(7)螺纹升角(ψ)
在中径圆柱上,螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面之间的夹角。
tanψ=L/πd2=nP/πd2
式中ψ——螺纹升角
P——螺距,mm
d2——中径,mm
L——导程,mm
n——多线螺纹的线数
2、三角形螺纹代号及尺寸计算
三角形螺纹因其规格及用途不同分普通螺纹、英制螺纹和管螺纹三种。
(1)普通螺纹
普通螺纹是我国应用最广泛的一种三角形螺纹,牙型角为60°。
牙型如图6-1-3所示。
普通螺纹分粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹。
粗牙普通螺纹代号用字母“M”及公称直径表示,如M16、M18等。
细牙普通螺纹代号用字母“M”及公称直径×螺距表示,如M20×1.5,M10×1等。
细牙普通螺纹与粗牙普通螺纹的不同点是,当公称直径相同时,细牙普通螺纹比粗牙普通螺纹的螺距小。
左旋螺纹在代号末尾加注“LH”字,如M6LH、M16×1.5LH等,未注明的为右旋螺纹。
螺纹公差带代号中,前者为中径的公差带代号,后者为顶径的公差带代号,两者相同时则只标一个,如M16×1-6H7H.
图6-1-3普通螺纹的基本牙型
普通螺纹基本尺寸的计算如表6-1-1所示。
表6-1-1普通螺纹的基本尺寸计算
名称及代号
计算公式
牙型角α
60°
原始三角形高度H
H=0.866P
大径d、D
d=D=公称直径
中径d2、D2
d2=D2=d-0.6495P
小径d1、D1
d1=D1=d-1.0825P
牙型高度h
h=0.5413P
(2)英制螺纹
英制三角形螺纹在我国应用较少,是一种非标准螺纹,只有在某些进口设备中或维修旧设备时才可能遇到。
英制螺纹的牙型角为55°,公称直径是指内螺纹的大径,用英寸表示。
英制螺纹1in内的牙数及各基本要素的尺寸可以通过查手册获得。
(3)管螺纹
管螺纹是一种特殊的英制细牙螺纹,使用范围仅次于普通螺纹,牙型角有55°和60°两种。
为了方便计算管子中流量,通常将管子的孔径作为管螺纹的公称直径:
,常见的管螺纹有55°非密封管螺纹、55°密封管螺纹、60°密封管螺纹和米制锥螺纹四种。
二、三角螺纹车刀
车削螺纹时,合理选择车刀的材料、正确刃磨和装夹车刀,对螺纹的加工质量和生产效率都有很大的影响。
一般情况下,螺纹车刀切削部分常用的材料有高速钢和硬质合金两种。
1、高速钢和硬质合金车刀的各自特点
(1)高速钢螺纹车刀
容易磨得锋利,而且韧性好,刀尖不易崩裂。
车出的螺纹表面粗糙度值小,螺纹尺寸精度高,并易控制,但高速钢的耐热性较差。
因此,只适用于螺纹的精加工或低速车削。
(2)硬质合金螺纹车刀
其硬度高、耐高温、耐磨性好,但韧性较差。
因此,硬质合金螺纹车刀适用于高速切削。
2、三角形螺纹车刀的几何形状
螺纹车刀是一种成形刀具,车刀刃磨的是否正确,直接影响加工螺纹的质量,刃磨的时候需注意以下几点:
(1)车刀的刀尖角直接影响螺纹的牙型角,当车刀的纵向前角为零度,刀尖角应等于螺纹牙型角。
(2)车刀的左右切削刃必须是直线。
(3)车刀刀头应有较小的表面粗糙度值。
注意:
在用高速钢车刀低速车削螺纹时,一般纵向前角取正值(5°~10°),如选择0°的纵向前角,会造成切屑排出困难,粗糙度值较大的问题。
但是当纵向前角为正值时,必须使刀尖角小于牙型角,才能车出正确的牙型角。
硬质合金车刀一般取纵向前角为0°。
3、三角形螺纹车刀的装夹要求
螺纹车刀装夹是否正确,对车出的螺纹质量有很大影响,装夹螺纹车刀时应注意以下几个方面:
(1)装夹车刀时,刀尖一般应对准工件中心(可根据尾座顶尖高度检查)。
(2)车刀刀尖角的对称中心线必须与工件轴线垂直,装刀时可用样板来对刀,如图6-1-4a图所示。
如果把车刀装歪,就会产生如图6-1-4b所示的牙型歪斜。
图6-1-4车刀装歪导致牙型歪斜
(3)刀头伸出不要过长,一般伸出长度一般为为刀柄厚度的1.5倍,约25~30mm。
三、车床的调整和乱牙的预防
车削螺纹需要充分的准备工作,一般要求如下
1、车床的调整
(1)相关间隙调整
1)调整滑板间隙
调整中、小滑板镶条时,不能太紧,也不能太松。
太紧了,摇动滑板费力,操作不灵活;太松了,车螺纹时容易产生“扎刀”。
顺时针方向旋转小滑板手柄,消除小滑板丝杠与螺母的间隙。
2)开合螺母松紧的调整
开合螺母松紧应该适度,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。
(2)手柄位置调整
1)在主轴箱外,一般将手柄扳至“右旋正常螺距”位置,或根据要求扳至“左旋正常螺距”、“右旋扩大螺距”和“左旋扩大螺距”等其中之一。
2)进给箱外,一般先把内手柄扳至米制螺纹的位置,或根据要求扳至“英制螺纹”、“米制蜗杆”和“英制蜗杆”等其中之一,然后再根据要求的螺距查车床进给箱上的调配表,按表上要求扳动手柄到相应的位置即可。
(3)调整挂轮箱齿轮
根据调配表,调整挂轮箱齿轮,一般米制螺纹车削时不需要调整。
2、乱牙的预防
车削螺纹时,一般都要分几次进给才能完成。
如果在后一次进给时车刀刀尖偏离前一次进给车出的螺旋槽,就会出现把螺纹车乱的现象,称为乱牙。
所以,在车削前必须了解产生乱牙的原因,然后采取措施加以预防。
(1)产生乱牙的原因
车螺纹时,工件和丝杠都在旋转。
若开合螺母脱开之后,至少要等丝杠转过一个整转,开合螺母才能合上。
当丝杠转过一转时,工件转过了整数转,车刀刀尖才能进人前一刀车出的螺旋槽内,就不会产生乱牙。
如丝杠转过一转之后,工件没有转过整数转,就要产生乱牙。
也就是当丝杠螺距是工件螺距的整数倍时,就不会产生乱牙。
(2)预防乱牙的方法
对车削时要产生乱牙的螺纹,必须设法加以预防。
目前,常用的预防乱牙的方法是开倒顺车法。
即在一次切削完毕后,不提起开合螺母,而是横向退出车刀,采取开倒车(使主轴反转),通过传动系统,使丝杠反转,从而带动车刀纵向退回原始位置,再开顺车进行第二次车削。
这样多次反复,直至把螺纹车好。
因为在车削螺纹过程中,床鞍与丝杠的传动没有分离过,车刀始终是在所车削的螺旋槽中倒顺移动,这样就不会产生乱牙。
采用倒顺车法车螺纹时必须要注意:
主轴换向不能太快,否则车床各旋转部件受到反向冲击,容易损坏。
另外,在卡盘连接盘上必须装有防松脱保险装置,以防止卡盘在倒顺转时从主轴上脱落而发生事故。
【任务实施】
一、刃磨普通外螺纹车刀
1、刃磨要求
(1)刀尖角εr应等于牙型角α,即εr=α。
当螺纹车刀的径向前角γP=0°时,车刀前刀面上的刀尖角εr′=εr=α;车刀的径向前角γP>0°时,车刀前刀面上的刀尖角εr′<εr=α,εr′需要进行修正。
(2)螺纹车刀的两个切削刃必须刃磨平直,不允许出现崩刃。
(3)螺纹车刀的切削部分不能歪斜,刀尖半角εr′/2应对称。
(4)螺纹车刀的前面与两个主后面的表面租糙度要小。
2、刃磨步骤
(1)粗磨两侧后面,初步形成两刀刃间的夹角。
先磨进给方向侧刃(控制刀尖半角εr/2及后角α+ψ),再磨背进给方向侧刃(控制刀尖εr及后角α-ψ)。
(2)磨前面,初步形成前角。
(3)精磨前面,形成前角γp。
(4)精磨两侧后面,用螺纹对刀样板控制刀尖角。
(5)修磨刀尖,刀尖倒棱宽度约为0.1P。
(6)用油石研磨刀刃处的前、后面和刀尖圆弧,注意保持刃口锋利。
3、刀尖角的检查与修正
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。
检查与修正时,对刀样板应与车刀基面平行放置,才能使刀尖角近似等于牙型角。
如果将对刀样板平行于车刀前面进行检查,车刀前刀面上的刀尖角εr′≠εr≠α,用这样的螺纹车刀加工出的普通螺纹,其牙型角将变小,如图6-1-5所示。
图6-1-5用样板检查和修正刀尖角
a)正确检查b)错误检查
【任务评价】
任务评价表
班级:
学生姓名:
学号:
项目
自我评价
小组评价
教师评价
10~9
8~6
5~1
10~9
8~6
5~1
10~9
8~6
5~1
占总评10%
占总评30%
占总评60%
三角螺纹基础知识的理解
获取信息能力
7S的运用
表达沟通能力
安全文明生产
学习主动性
三角螺纹车刀的认识
纪律观念
协作精神
三角螺纹车刀的刃磨
小计
总评
【知识拓展】
车削外螺纹前对工件的工艺要求
为保证车削的螺纹牙顶有0.125P的宽度,螺纹车削前的外圆直径应车至比螺纹公称直径小0.13P。
1、有退刀槽的螺纹,螺纹车削前应先切退刀槽,槽底直径应小于螺纹小径,槽宽约等于(2~3)P。
2、车削脆性材料(如铸铁)时,螺纹车削前的外圆表面,其表面粗糙度要小,以免车削螺纹时牙顶发生崩裂。
低速车普通外螺纹操纵方法
1、采用提开合螺母法车螺纹
当车床丝杠螺距是工件导程的整数倍时,螺纹车削可采用提开合螺母法。
首先,选择较低的主轴转速100r/min左右,启动车床并移动螺纹车刀,使刀尖与工件外圆轻微接触,记住中滑板刻度读数(或将中滑板刻度盘调零),将床鞍向右移动退出工件端面。
使中滑板径向进给约0.05mm,左手握中滑板手柄,右手握开合螺母手柄。
右手压下开合螺母,使车刀刀尖在工件表面车出一条螺旋线痕,当车刀刀尖移动到退刀槽位置时,右手迅速提起开合螺母,然后横向退刀,停止车床。
用钢直尺或游标卡尺检查螺距,确认螺距正确无误后,选择合理切削用量车螺纹。
经多次车削使切削深度等于牙型深度后,再停止机床检查螺纹是否合格。
2、倒顺车法车螺纹
螺纹的车削过程中,不提起开合螺母,而是当螺纹车刀车削到退刀槽内时,快速退出中滑板,同时压下操纵杆,使车床主轴反转,使溜板箱机动回到起始位置。
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- 任务1 车螺纹的准备 任务 螺纹 准备
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