普通三角形外螺纹的车削

2.8.4　普通三角形外螺纹的车削

在车床上车削三角形螺纹的方法有低速和高速两种加工方法。低速车削使用高速钢螺纹车刀，高速车削使用硬质合金螺纹车刀。低速车削精度高，表面粗糙度高，但效率低。高速车削效率可达低速的几倍，只要方法得当，也可获得较高的表面粗糙度。

1.车床的调整及挂轮

（1）调整车床手柄的位置　车削常用螺距或导程的螺纹时，可根据所车螺距或导程在进给箱的铭牌上找到相应的手柄位置参数，并把手柄拨到所需要的位置。

在CA6140型车床上车削常用螺距的螺纹时，可按照CA6140型车床进给箱上铭牌所示的螺距范围，交换手柄的位置。

（2）调整滑板间隙　车削螺纹时，床鞍和中、小滑板镶条的配合间隙既不能太松，又不能太紧。

（3）检查丝杠与开合螺母啮合是否到位，以防车削时产生乱牙。如果使用倒顺车法车削螺纹，还应检查操纵离合器是否灵敏，准确到位，以防事故的发生。

（4）切削液的选用　根据螺纹加工要求、工件材料、刀具材料和工艺要求等具体情况合理选用。

2.低速车削三角形外螺纹的方法

低速车削三角形外螺纹的方法可分为直进法、左右切削法和斜进法。

（1）直进法　车削时只用中滑板横向进给（如图2-69（a）所示），在几次行程后，把螺纹车到所需要的尺寸和表面粗糙度，这种方法叫做直进法，对于螺距小于2mm或车削铸铁件三角螺纹时，一般采用直进法车削。车螺纹时，螺纹车刀刀尖及左右两侧刀刃都参加切削工作。每次吃刀由中滑板作径向进给，随着螺纹深度的加深，切削深度相应减少。这种切削方法简单，可以得到比较正确的牙型，它适用于螺距小于2mm或脆性材料、较软材料的螺纹粗、精车。

（2）左右切削法　车螺纹时，除中滑板作横向进给外，同时用小滑板将车刀向左或向右作微量移动（俗称借刀或赶刀），经几次行程后把螺纹牙型车好，这种方法叫做左右进刀车削法，如图2-69（b）所示。

对于螺距大于2mm的螺纹，可采用左右切削法或斜进法。切削时，要合理分配切削余量。粗车时亦可采用斜进法，顺走刀一个方向偏移。一般每边留精车余量0.2～0.3mm。精车时，为了使螺纹两侧都比较光洁，当一侧面车光以后，再将车刀偏移到另一侧面车削。两侧面均车光以后，再将车刀偏移到中间，把牙底部用直进法车光，以保证牙型底部清晰。精车时采用低速切削（v_c ＜6m/min）和浅的吃刀深度（a_p ＜0.05mm）。粗车时，10.2m/min≤v_c ≤15m/min。

（3）斜进法　当螺距较大、螺旋槽较深、切削余量较大时，粗车为了操作方便，除中滑板直进外，小滑板只向一个方向移动，这种方法叫做斜进法，如图2-69（c）所示。此法一般只用于粗车，且每边牙侧留约0.2mm的精车余量。精车时，则应采用左右切削法车削。具体方法是：将一侧车到位后，再移动车刀精车另一侧，当两侧面均车到位后，再将车刀移至中间位置，再用直进法把牙底车到位，以保证牙底清晰。

（a）直进法（b）左右切削法（c）斜进法

图2-69　低速车削三角形螺纹的进刀方法

3.车削三角形外螺纹技能训练

（1）螺纹车刀的装夹　低速车削螺纹时，实际操作中一般都采用弹性刀杆螺纹车刀，如图2-70所示。刀尖位置一般应对准工件中心（可根据尾座顶尖高度检查）。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，见图2-71（a）所示。如果把车刀装歪，就产生如图2-71（b）所示的牙型歪斜。刀头伸出不要过长，一般为20～30mm（约为刀杆厚度的1.5倍）。

（2）车螺纹时的动作练习　选择主轴转数为200r/min左右，开动车床，操纵离合器将主轴正转、停车和反转数次，检查离合器的操纵是否灵敏、准确、到位。然后合上开合螺母，检查丝杠与开合螺母的工作情况是否正常，若有跳动和自动抬起或终止车削时抬不起开合螺母的现象，必须消除或修复。

图2-70　弹性刀杆螺纹车刀

图2-71　外螺纹车刀的位置

空刀练习车螺纹的动作，选螺距为2mm，长度为25mm，转数165～200r/min。开车练习开合螺母的分合动作，先退刀、后提起开合螺母（间隔瞬时），动作要协调、迅速。

采用倒顺车车削螺纹时，应先开车，再合上开合螺母，操纵离合器使车刀刀尖退回到起点停车。这时不抬起开合螺母，顺时针摇动中滑板进刀，再开正车使主轴正转，车刀前进，等车刀走到螺纹终点时，先左手逆时针摇动中滑板退刀，右手操纵离合器停车、倒车使主轴反转并将车刀退回到起点。这些动作需要连贯、协调、熟练、准确，并在瞬时完成。

图2-72　螺纹终止退刀标记

试切螺纹，在外圆上根据螺纹长度，用刀尖对准，开车并径向进给，使车刀与工件轻微接触，车出一条刻线作为螺纹终止退刀标记，如图2-72所示。并记住中滑板刻度盘读数，退刀。将床鞍摇至离工件端面5～8牙处，径向进给0.05mm左右，调整中滑板刻度盘“0”位（以便车螺纹时掌握切削深度），合下开合螺母，在工件表面上车出一条螺旋线痕迹线，到螺纹终止线时迅速退刀，提起开合螺母（注意螺纹收尾在2/3圈之内），用钢尺或螺距规检查螺距是否正确，如图2-73所示。

图2-73　检查螺距

（3）低速车削螺纹时切削用量的选择　车削螺纹的切削用量应根据工件材质、螺纹牙型角和螺距的大小及所处的加工阶段（粗车还是精车）等因素来决定。低速车削螺纹时，要合理选择粗、精车切削用量，并要在一定的走刀次数内完成车削。

（4）低速车削三角形螺纹　低速车削M45×2，长30mm的三角形外螺纹，如图2-74所示。

图2-74　低速车削三角形外螺纹

（5）中途对刀的方法　中途换刀或螺纹车刀修磨后必须重新对刀。即螺纹车刀不切入工件而按下开合螺母，待车刀移到工件表面处停车。摇动中、小滑板，使螺纹车刀刀尖对准螺旋槽，然后再开车，观察刀尖是否在螺旋槽中间，如果车刀刀尖不在螺旋槽中间，要调准至中间位置并记住中滑板刻线，才能开始车削。

需要注意的是，在对刀过程中，不能使主轴反转停车对刀。因为丝杠和螺母之间存在着间隙，正、反转对刀的位置不一样，容易产生乱扣。

（6）乱扣及其避免方法　在第一次进刀完毕以后，第二次按下开合螺母时，车刀刀尖已不在第一刀的螺旋槽里，而是偏左或偏右或在牙顶，结果把螺纹车乱而报废，这就叫做乱扣。

产生乱扣的主要原因是当丝杠转一转时，工件未转过整数转数而造成的。

根据上述原理可知，当丝杠螺距是工件导程的整数倍时，就不会产生乱扣。因此，在加工螺纹前，应首先确定螺纹的螺距是否乱扣。如果是乱扣的，就要采用开倒顺车的方法或采用乱扣盘的方法来车削螺纹。采用倒顺车法车削螺纹时应注意，主轴换向不能过快，否则车床传动部分受到瞬时冲击，使传动机件损坏。另外，在卡盘连接盘上应装有防松脱装置，以防卡盘从主轴上脱落。

4.三角形螺纹的测量

标准螺纹应具有互换性，三角形螺纹的主要参数有牙型角、螺距、中径和顶径等尺寸，特别对螺距和中径尺寸要严格控制，否则螺纹副无法配合。

根据不同的质量要求和生产批量的大小，相应地选择不同的测量方法，常见的测量三角螺纹的方法有单项测量法和综合测量法两类。

（1）单项测量法　单项测量是选择合适的量具来测量螺纹的某一项参数的精度。常见的有测量螺纹的顶径、螺距和中径。

精度较高的三角形螺纹中径可用螺纹千分尺测量。如图2-75所示，螺纹千分尺的结构和使用方法跟外径千分尺相似，其读数原理与一般千分尺相同，只是它有两个可以调换的测量触头（上测量头、下测量头）。在测量时，两个与螺纹牙型角相同规格的测量头正好卡在螺纹的牙形面上，所得到的千分尺读数就是该螺纹中径的实际尺寸。

1—尺架　2—砧座　3—下测量头　4—上测量头　5—测微螺杆

图2-75　三角形螺纹中径的测量

（2）综合测量法　综合测量是采用螺纹量规对螺纹各部分主要尺寸同时进行综合检验的一种测量方法。这种方法效率高，使用方便，能较好保证互换性，广泛应用于对标准螺纹或大批量生产的螺纹工件的测量。

螺纹量规包括螺纹环规和螺纹塞规两种，而每一种又有通规和止规之分，如图2-76所示。环规用来测量外螺纹的尺寸精度；塞规用来测量内螺纹的尺寸精度。

图2-76　螺纹量规

5.容易出现的问题及注意事项

（1）车螺纹前，应检查组装交换齿轮的间隙是否适当。把主轴变速手柄放在空挡位置，用手旋转主轴（正、反旋转），是否有过重或空载过大现象。

（2）由于初学车螺纹，操作不熟练，一般采用较低的切削速度，并特别注意在练习操作过程中思想要集中。

（3）车螺纹时，开合螺母必须闸到位，如感到未闸好，应立即起闸，重新进行。

（4）在车螺纹第一刀时，应注意检验螺距是否正确。在确定螺距正确后，再进行切削。

（5）车铸铁螺纹时，径向进刀不宜过大，否则会使螺纹牙尖爆裂，造成废品。在最后几刀车削时，可用趟刀方法把螺纹车好。

（6）车削无退刀槽的螺纹时，特别注意螺纹的收尾在1/2圈左右。要达到这个要求，必须先退刀，后抬起开合螺母。且每次退刀要均匀一致，否则会因吃刀突然增大而撞掉刀尖。

（7）车螺纹应始终保持刀刃锋利。在刀具磨损、磨钝或车刀角度不正确时，应及时卸下修磨。中途换刀或磨刀后，必须重新对刀，调整中滑板刻线，以防破牙乱扣。

（8）粗车螺纹时，应留适当的精车余量。

（9）车削螺纹时，应防止螺纹小径不清、侧面不光、牙型线不直等不良现象出现。

（10）车削塑性材料（钢件）时产生扎刀的原因：

①车刀装夹不对中心，高于或低于工件轴线，或车刀伸出太长。

②车刀前角或后角太大，产生径向切削力把车刀拉向切削表面，造成扎刀。

③采用直进法时进给量较大，使刀具接触面积大、排屑困难而造成扎刀。

④精车时由于采用润滑较差的乳化液，刀尖磨损严重，产生扎刀。

⑤主轴轴承及滑板和床鞍的间隙较大。

⑥开合螺母间隙太大或丝杠轴向窜动。

（11）使用环规检查螺纹时，不能用力过大或用扳手强拧，以免环规严重磨损或使工件发生移位。

（12）车螺纹时应注意的安全技术问题：

①调整交换齿轮时，必须切断电源，停车后进行。交换齿轮装好后要装上防护罩，并把主轴放在空挡位，用手转动卡盘正转或倒转，检查卡盘转动是否有异常现象。如正常方可开低速试车运转。

②车螺纹时是按螺距纵向进给，因此进给速度快。退刀和抬起开合螺母（或倒车）必须注意力要集中、动作协调，否则会使车刀与工件台阶或卡盘撞击而产生事故。

③倒顺车换向不能过快，否则机床将受到瞬时冲击，容易损坏机件。在卡盘与主轴连接处必须安装保险装置，以防卡盘在反转时从主轴上脱落。

④车螺纹进刀时，应注意中滑板手柄不要多摇一圈，否则会造成刀尖崩刃或工件损坏。

⑤开车或车床还没有停稳时，不能用手或者棉纱去擦工件，否则会使手被割伤或使棉纱卷入工件，连手一起卷入而造成事故。