知识目标
⒈了解梯形外螺纹的作用、种类、标记、牙型。
⒉了解梯形外螺纹各部分名称、代号、计算公式及基本尺寸确定。
⒊了解梯形外螺纹的技术要求。
⒌学会确定梯形外螺纹的参数。
技能目标
⒈掌握梯形外螺纹车刀的刃磨方法；
⒉掌握梯形外螺纹车削方法；
⒊学会梯形螺纹车刀的装夹方法；
⒋掌握梯形螺纹的检测方法。
任务描述
车梯形外螺纹，如图15-1所示，毛坯尺寸：mm，材料：45#钢，分析零件加工工艺，编写工艺卡，加工该零件。
图15-1梯形外螺纹加工图样
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任务分析
如图15-1所示，梯形外螺纹轴材料为45钢，毛坯尺寸为mm，通过查阅梯形外螺纹相关的国家标准，通过公式，计算主要参数。
知识准备
一、梯形外螺纹的尺寸计算
梯形螺纹有两种：一种是米制梯形螺纹，它的牙形角是30°；另一种是英制梯形螺纹，它的牙形角是29°。梯形螺纹的代号用字母“Tr”表示，记作“代号 公称直径×螺距“来表示，左旋螺纹需要在尺寸之后加注“LH”，右旋不标注。
米制梯形螺纹的各部分尺寸计算公式，见表15-1。
表15-1 米制梯形螺纹的各部分尺寸计算 单位：mm
|
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 | | P /mm | 2～5 | 6～12 | 14～44 |
/mm | 0.25 | 0.5 | 1 |
外螺纹 | 大径 | d | 公称直径 |
中径 | d 2 | 本振泄露d 2=d-0.5P |
小径 | d 3 | d 3=d-2h 3 |
牙高 | h 3 | h 3=0.5P+α c |
内螺纹 | 大径 | D4 | D 4=d+2α c |
中径 | D 2 | D 2=d 2 |
小径 | D 1 | D 1=d-p |
牙高 | H 4 | H 4=h 3 |
牙顶宽 | f ，f′ | f=f′=0.366P |
牙槽底宽 | W，w′ | w=w′=0.366P-0.536α c |
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二、梯形螺纹车刀几何形状
梯形螺纹车刀分为粗车刀和精车刀两种。
⒈高速钢梯形螺纹车刀
高速钢梯形螺纹车刀几何形状，如图15-2所示。
图15-2高速钢梯形螺纹粗车刀 图15-3高速钢梯形螺纹精车刀
⑴两刃夹角 粗车刀应小于梯形螺纹牙形角()，精车刀应等于螺纹牙形角30°+10′。
⑵刀头宽度 粗车刀刀头宽度应为三分之一螺距宽，精车刀的刀头宽度就等于牙底槽宽减0.05mm.
⑶纵向前角 粗车刀一般为15°左右；精车刀为了保证牙型正确，前角就等于0°，如图15-3所示。
⑷纵向后角 一般为6°～8°。
⒉luciano rivarola硬质合金梯形螺纹车刀
硬质合金梯形螺纹车刀的几何形状，如图15-4所示。
图15-4 硬质合金梯形螺纹车刀 图15-5硬质合金双圆弧梯形螺纹车刀
高速切削螺纹时，由于车刀三个切削刃同时参加切削，且切削力较大，容易引起振动。因此，在实际生产上，多采用在螺纹车刀前刀面上磨出两个圆弧，如图15-5所示，这样可使径向前角增大，切削轻快，不易振动；切屑呈球状排出，保证操作安全。缺点是牙形精度较差。
⒊梯形内螺纹车刀
梯形内螺纹车刀的几何形状，如图15-6所示。
图15-6梯形内螺纹车刀
三、梯形螺纹车刀的刃磨
⒈粗磨主、副后刀面，使左侧后角为8°～10°，右侧后角为4°～6°。
⒉粗、精磨前刀面，保证前角。
⒊精磨主、副后刀面，刀尖角用样板检查修正。粗车时刀尖角29°30′，精车时刀尖角30°+5′。
⒋刃磨后要求车刀刀面光洁，两侧切削刃直线度好，刀尖角正确。
四、梯形螺纹车刀的装夹
⒈梯形螺纹车刀的刀尖对准工件中心，车刀主切削刃与工件轴线平行。
⒉刀头中心线与工件轴线垂直。用对刀样板对刀，正螺纹车刀刀尖角位置，保证车刀不左右歪斜，如图15-7所示。
⒊车刀伸出不要太长，压紧力要适当。
图15-7梯形螺纹车刀的装夹
五、梯形螺纹的车削方法
⒈用高速钢车刀低速车削梯形螺纹
⑴左右切入法 这种方法可以防止三个切削刃同时参加切削，因切削力过大而产生振动或扎刀现象，如图15-8(a)所示。
（a) (b) (c) (d)
图15-8低速车削梯形螺纹
⑵车直槽法 粗车时先用矩形螺纹车刀车出直槽(刀头宽度应该小于牙槽底宽W)，然后用梯形螺纹车刀车削两侧，并留出精车余量，如图15-8（b）所示。
⑶车台阶槽法 当P>8mm时，用刀头宽度小于P/2的矩形螺纹车刀。用车直槽法车到接近中径处，然后再用刀头宽度等于牙槽底宽的矩形螺纹车刀把槽深车到螺纹牙高，便车出了一个台阶槽。最后用梯形螺纹车刀车两侧并留出精车余量，如图 15-8（c）所示。
⑷分层切削法 粗车较大螺距(P＞16mm)的梯形螺纹时，由于牙槽又大又深，需要切削的面积大，为了减少切削力，可以将牙槽分几层进行切削。先左右切入法切入到一定深度，保持切深不变，将车刀向左或向右切入，逐步将第一层粗车成形，然后用同样的方法依次车削第二层、第三层┄ ┄注意在车每一层时都要注意留出精车余量，如图15-8（d）所示。
精车时，采用的带有卷屑槽的梯形螺纹精车刀，如图15-3所示。
⒉用硬质合金车刀高速车削梯形螺纹
高速车削梯形螺纹时，为了防止切屑拉毛牙形侧面，不能采用左右切削法，只能用直进法。车削较大螺距(P＞8mm)的梯形螺纹时，为防止切削力过大和齿部变形，最好采用三把刀依次进行车削。具体方法是先用梯形螺纹粗车刀粗车成形，然后用车槽刀车牙底至尺寸，最后用精车刀精车牙两侧面至尺寸。如图15-9所示。
(a) (b) (c) (d)
图15-9 高速车削梯形螺纹
(a)直进法 (b)粗车成形 (c)车牙底至尺寸 (d)精车成形
六、梯形螺纹车削的质量分析
车削梯形螺纹容易产生的问题主要有：尺寸不正确、螺纹牙型不正确、螺距超差、螺纹中径超差、螺纹牙型表面粗糙度值达不到要求、扎刀、螺纹乱牙等，产生的原因及预防方法，见表15-2。
表15-2 梯形螺纹车削的质量分析表
问题种类 | 产生原因 | 预防方法 |
尺寸不正确 | 1.车外螺纹前的直径不对 2. 车外螺纹前的孔径不对 3.车刀刀尖磨损 4.螺纹车刀切入深度过大或过小 | 1.根据计算尺寸车削外圆 2.根据计算尺寸车削内孔 3.经常检查车刀并及时修磨 4.车削时严格掌握螺纹切入深度 双腔减压 |
螺纹牙型角不正确 | 1.刀具刀尖角刃磨不准确 2.车刀装夹不正确 3.车刀磨损严重 | 1.重新刃磨车刀 2.车刀刀尖对准工件轴线，赵正车刀刀尖角平分线使其与工件轴线垂直；正确选用车刀，轴向或法向装夹 3.及时换刀，用耐磨材料制造车刀，提高刃磨质量，减小切削用量 |
螺距超差 | 1.机床调整手柄扳错 2.交换齿轮装错或计算错误节能烤箱 | 逐项检查，改正错误 |
螺纹中经超差 | 1.进给量过大 2.量针选择有误 3.测量不正确 4.刻度盘使用不正确 | 1.粗、精车时，严格控制进给量仿兔毛纱线 2.正确选择量针 3.用量针测量时，量针应放在同一条螺旋槽内 4.对刀后，记住刻度盘的进刀格数 |
螺纹牙型表面粗糙度值到不到要求 | 1.刀具刃口质量差 2.精车时进给量太小产生刮挤现象 3.切削速度选择不当 4.切削液的润滑性不佳 5.机床振动大 6.刀具前、后角太大 7.工件切削性能差 8.切削刮伤已加工表面 | 1.降低各刃磨面的表面粗糙度值，提高刀刃磨锋利程度，刃口不得有毛刺、缺口 2.使切削厚度大于刀刃的圆角半径 3.合理选择切削速度，避免积屑瘤的产生 4.选用有极性添加剂的切削液，或采用动（植）物油极化处理，以提高油膜的抗压强度 5.调整机床各部位间隙，采用弹性刀杆，硬质合金车刀刀尖适当装高，机床安装在单独基础上，有防振沟 6.适当增加刀具的前、后角 7.车螺纹前增加热处理调质工序 8.改为直进法 |
扎刀 | 1.刀杆刚度低 2.车刀装夹高度不对 3.进给量太大 4.进刀方式不当 5.机床各部件间隙太大 6.车刀前角太大，径向切削力将车刀推向切削面 7.工件刚度低 | 1.到头伸出刀架的长度约为刀杆厚度的1.5倍，采用弹性刀杆，内螺纹车刀刀杆选较硬的材料，并淬火至35~45HRC 2.车刀刀尖应对准工件轴线。硬质合金车刀高速车螺纹时，刀尖应略高于轴线；高速钢车刀低速车螺纹时，刀尖应略低于工件轴线 3.减小进给量 4.改直进法为斜进法或左右切削法 5.调整车床各部间隙，特别是减少车床主轴和滑板间隙 6.减小车刀前角 7.采用跟刀架支持工件，并用左右进刀法切削，减小进给量 |
螺纹乱牙 | 机床丝杠螺距值不是工件螺距值的整数倍时，返回行程提起了开合螺母 | 当机床丝杠螺距不是工件螺距整倍数时，返回行程用反车，不得提起开合螺母 |
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任务实施
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