车削螺纹的操作实例

第五节　车削螺纹的操作实例

实例一：螺母的加工

1.加工要求

螺母的加工尺寸如图7-42所示，每次加工数量为5～8件。毛坯材料为35冷拉六角钢，毛坯尺寸为S36mm×38mm。对图样分析如下。

图7-42　螺母的加工尺寸

根据螺纹标记，M30×1.5-6g的大径公差带与中径公差带相同。查相关资料（普通螺纹的尺寸），中径尺寸为29.026mm，再查螺纹的尺寸偏差得出螺纹大径及中径的上、下偏差为mm，mm，用同样方法可查得M14×1.5-7H螺纹的中径尺寸及其中径、小径的上、下偏差。

2.加工工艺方法

（1）车M30×1.5-6g大径时，根据螺纹精度等级，可车的比公称直径小0.1～0.15mm，这样，螺纹车制后，保证牙顶有P/8的宽度。

（2）内螺纹M14×1.5-7H，由于直径及螺距都较小，可用丝锥加工，攻螺纹前的螺纹底孔可以用钻头直接钻至尺寸，钻头直径d₂=12.5mm。

（3）在攻螺纹过程中，会带动尾座移动，所以尾座不应固定，并将尾座与床身导轨面擦净，加润滑油，防止由于尾座的阻碍造成内螺纹齿形损坏。

（4）车M30×1.5-6g螺纹时，由于台阶面较大，沟槽宽度又窄，可用低速切削，采用左右切削法。

（5）螺母的车削顺序如下：车端面、外螺纹大径→调头、车长度及外圆→钻孔、攻螺纹→调头车外螺纹→车孔。

3.工件的定位与夹紧

（1）车端面及螺纹大径时，用三爪自定心卡盘夹住六角面。由于冷拉六角钢的表面粗糙度值可达R_a3.2μm，尺寸精度也较高。而且六角面表面是平的，而卡爪是圆弧形的，卡爪两边缘容易把六角表面夹坏。所以，在装夹时，夹住长度应尽量短于10mm，以便在车外圆时车去。

（2）车削其他加工表面时，可使用软卡爪装夹。

4.选择刀具

（1）车外螺纹时用高速钢车刀，在刃磨时，应控制刀尖至左侧刀杆边缘的距离，避免车螺纹时，由于沟槽宽度窄使刀杆碰到台阶面而造成废品。

（2）攻螺纹时，根据内螺纹的公差等级，选用公差带代号为H4的丝锥。

（3）车外圆时，由于六角面而造成断续切削，因此用外圆粗车刀先车去断续切削层。

（4）加工准23mm台阶孔时，选用准22mm平头钻，如图7-43所示扩钻后，再用不通孔车刀车孔。这样可以提高切削效率。

图7-43　用平头钻扩孔

图7-44　步骤1

5.加工步骤

（1）三爪自定心卡盘，夹住六角表面，夹住长度不大于10mm：车端面，毛坯车出即可；车M30×1.5大径至mm，长度12mm；车外沟槽3mm×1.1mm至尺寸；倒角7mm×45°。如图7-44所示。

（2）软卡爪，夹住30mm外圆：车端面，尺寸35mm；车外圆28mm至尺寸，长度10mm；倒角34.2mm×30°、C1。如图7-45所示。

（3）按工序2装夹方法：钻内螺纹M14×1.5-7H底孔至12.5mm，并钻穿；孔口用90°锪钻倒角C1；攻螺纹M14×1.5-7H至尺寸，长度不少于25mm。如图7-46所示。

图7-45　步骤2

图7-46　步骤3

（4）调头，夹住28mm外圆车螺纹M30×1.5-6g至尺寸。如图7-47所示。

（5）按工序（4）装夹方法：用平头钻扩孔至22mm，深度尺寸11.5mm；车孔23mm，深度2mm至尺寸；孔口倒角27mm×45。如图7-48所示。

图7-47　步骤4

图7-48　步骤5

6.精度检验及误差分析

（1）M30×1.5-6g螺纹大径的检验。可用读数值为0.02mm游标卡尺测量。

（2）外螺纹M30×1.5-6g、内螺纹M14×1.5-7H的精度检验用螺纹量规综合测量。

实例二：锁紧螺母的加工

1.加工要求

锁紧螺母的加工尺寸如图7-49所示。每次加工数量为8～10件。毛坯为热轧圆钢，材料为45钢，热处理调质235HBS。毛坯尺寸为准80mm×17mm。对图样分析如下。

图7-49　锁紧螺母的加工尺寸

（1）平面直槽的内、外圆弧尺寸分别为mm和mm，槽深9mm。

（2）螺纹M76×1.5-6g轴线对基准面A的垂直度允差为0.02mm。

2.加工工艺方法

（1）根据螺纹M76×1.5-6g轴线对端面A的垂直度的要求，加工时，螺纹与端面应在一次装夹中加工，但装夹比较困难。而且，先将螺纹车好，再加工其他表面时，容易把螺纹夹坏。如果将工件以孔定位在心轴上，采用多件装夹，然后在两顶尖间精车螺纹大径至mm，并车螺纹M76×1.5-6g至尺寸，就方便多了。

（2）左端面的表面粗糙度值为R_a12.5μm，要求较低，磨削该面的目的是保证工件定位在心轴上，多件装夹车螺纹，是与端面A达到垂直度的工艺措施。

（3）端面上的直槽宽度较窄，深度较深，内、外圆弧尺寸有精度要求，可用高速钢直槽车刀车削，这样容易控制尺寸公差和槽内表面粗糙度。

（4）内孔44mm，图样上无精度要求，为了能定位在心轴上车螺纹，工艺要求将孔车到mm。

（5）两端倒角C1.5，在心轴上多件装夹后，无法再车，所以，在粗车外圆时，将倒角车到C2.5，这样在心轴上精车螺纹大径后，保持倒角C1。

（6）锁紧螺母的机械加工顺序安排如下：热处理调质235HBS→车端面、粗车螺纹大径→调头、车端面至长度、钻孔、扩孔→车端面直槽及凹面→车孔→平磨两端面→装夹于心轴、车外螺纹→铣平面槽→修毛→清洗入库。

3.工件的定位与夹紧

（1）车端面及粗车螺纹大径时，工件以毛坯外圆为粗基准，用三爪自定心卡盘夹住。装夹时，由于工件直径大，长度短，所以，夹住3mm左右长度的毛坯外圆即可。如果用软卡爪装夹，车一个台阶夹住工件外圆，这样，车削时就不必再找正工件了。

（2）用软卡爪装夹已加工外圆、端面，车端面直槽及其他加工表面。

（3）车螺纹时，工件以孔mm为定位基准，使用心轴装夹于两顶尖间。

4.刀具选择

（1）内孔44mm选用30mm、42mm麻花钻进行钻孔与扩孔。

（2）高速钢直槽刀，刀头宽度为4.1～4.2mm，刀头的几何形状可以按切断刀几何形状刃磨。由于在端面上车直槽时，直槽刀的左刃刀尖相当于车削内孔56mm，因此，应将左刀尖处的左副后面刃磨成圆弧，它的大小略小于R28mm圆弧。

（3）车外螺纹时，可选用YT15硬质合金螺纹车刀进行高速切削。

5.加工步骤

（1）热处理。调质235HBS。

（2）车。三爪自定心卡盘，夹住毛坯外圆，长度3mm左右：车端面，毛坯车出即可；车螺纹M76×1.5大径至77mm；车凹面2.2mm×1.2mm至尺寸；倒角C2。如图7-50所示。

（3）车。软卡爪，夹住77mm外圆：车端面，尺寸14mm至mm；倒角C2；钻孔44mm至30mm；扩孔至42mm。如图7-51所示。

（4）车。按工序（3）装夹方法：车内端面，尺寸4mm至4.2mm；车直槽mm×mm至尺寸，深度9mm至9.2mm；锐角倒钝。如图7-52所示。

图7-50　工序2

图7-51　工序3

图7-52　工序4

（5）车。调头，夹住77mm外圆：车孔准44mm至mm；倒角C1。如图7-53所示。

（6）平面磨。工件装于电磁吸盘，两次装夹磨两端面，尺寸14mm；两平面平行度误差不大于0.01mm。

（7）车。工件以孔定位于心轴（多件装夹），装夹于两顶尖间：车M76×1.5大径至mm；车M76×1.5-6g螺纹至尺寸；用锉刀修去螺纹表面毛刺。如图7-54所示。

（8）铣。工件装夹工作台面，压牢铣槽5mm×4mm至尺寸。

（9）钳。修毛刺。

（10）普。清洗、涂防锈油，入库。

图7-53　工序5

图7-54　工序7

6.检验与误差分析

（1）尺寸mm×mm的检验。可用计数值0.02mm I型游标卡尺测量。

（2）螺纹轴线对端面A垂直度的检验。外圆表面是螺纹，若将工件端面A置于测量平板上，无法用百分表测量工件外表面。在实际工作中，一般由工艺保证其垂直度要求。如果要检验，就自制一螺纹套，作为测量工具。

实例三：调节螺母的加工

1.加工要求

调节螺母的加工尺寸如图7-55所示。每次加工数量为5～8件。毛坯为热轧圆钢，毛坯尺寸为75mm×38mm。

图7-55　调节螺母的加工尺寸

2.加工方法

（1）车削M36×1.5内螺纹，由于螺孔直径较小，目测退刀较困难，可以用床鞍刻度盘的刻线来控制退刀。同时在中滑板的刻度圈上作好退刀及进刀记号。

（2）M36×1.5的小径尺寸（即车孔直径）可根据下面公式计算：

D₁=d-1.0825P=36mm-1.0825×1.5mm=34.4mm

根据螺纹公差等级查表得孔径的公差为0～+0.3mm。

（3）车内沟槽时，应同时车底平面，以保持平直。沟槽的深度和退刀的距离可以用中滑板的刻度控制。

3.加工步骤

（1）三爪自定心卡盘，夹住毛坯外圆，钻孔18.5mm。如图7-56所示。

（2）一端用梅花顶尖，一端用活顶尖顶住：车端面至活顶尖刹根处；车外圆70mm至尺寸；倒角。如图7-57所示。

（3）软卡爪，夹住70mm外圆：车端面，尺寸34mm；倒角。如图7-58所示。

图7-56　工序1

图7-57　工序2

图7-58　工序3

（4）调头，按序号（3）装夹方法：车M36×1.5mm螺纹孔径至mm，长度21mm；车内沟槽37mm×5mm至尺寸；孔口倒角1×120°。如图7-59所示。

（5）按序号（4）装夹方法：车M36×1.5-6H内螺纹至尺寸。如图7-60所示。

图7-59　工序4

图7-60　工序5

实例四：螺杆的加工

1.加工要求及技术条件

螺杆的加工尺寸如图7-61所示。每次加工数量为8～10件。毛坯种类为锻件。材料为45钢，M30-6h大径尺寸不允许大于准30⁰-0.05mm。

图7-61　螺杆的加工尺寸

2.加工方法

（1）工件比较细长，头部为四方体，且四面均为不加工面。装夹时，若一开始就用四爪单动卡盘装夹，找正及加工较为复杂。如果用一副旧三爪自定心卡盘卡爪，在卡爪端面上焊接一块长方铁，制造一副特殊的软卡爪（图7-62），可以夹住工件的毛坯外圆，找正后，便可钻中心孔。

图7-62　特殊软卡爪

（2）工件外圆mm有尺寸公差要求，车削时应分粗、精车，而且精车时，尾座顶尖不能顶得太紧，避免工件产生弯曲变形。另外，工件长度较长，应调整尾座顶尖轴心线与主轴轴心线重合，防止车削时产生锥度而使尺寸公差超差。

（3）M30-6h对外圆mm轴心线有同轴度要求，车削时，应在一次装夹中加工，但由于螺距较大（P=3.5mm），螺纹深度深，车削时切削力较大，而且工件比较细长，如果按序号（2）装夹方法车削螺纹，刚性较差，在车削过程中会产生振动而使螺纹车刀崩刃，严重时会使工件弯曲而造成废品，为增加装夹刚性，使用特殊软卡爪夹住外圆mm（尽量将工件伸到与车床主轴端面碰不到为止），卡爪圆弧一定要按mm车准确，一端用活顶尖顶住，这种装夹方法车削螺纹就比较理想。

（4）如果采用高速车削螺纹，开始时可以用直进法车削。但由于工件刚性差，螺距较大，车到一定深度后，可将车刀少量左右进给车削，减少切削刃接触面积，防止振动和扎刀。

（5）由于螺距为3.5mm，在车削时要用开倒顺车换向，但必须将开合螺母闸到位，必要时可以在开合螺母手柄上适当加一重物，防止开合螺母在倒顺车时自动脱开，造成螺纹乱牙。

3.选择刀具

（1）车外圆18mm及R5mm圆弧时，可用90°车刀，将刀尖刃磨成R5mm圆弧，圆弧的大小可用内圆弧样板对车刀进行透光检查。

（2）粗车螺纹时，使用YT15牌号硬质螺纹车刀；精车时使用高速钢螺纹车刀。

4.加工步骤

（1）特殊软卡爪，夹住毛坯外圆找正：钻2.5mm A型中心孔。如图7-63所示。

图7-63　工序1

（2）四爪单动卡盘，夹住50mm×50mm一端，一端顶住，找正卡盘端方头：车端面至顶尖刹根处；粗车外圆mm至31mm；车M30-6h大径至mm、长度285mm；车外圆18mm至尺寸，长度20mm；精车外圆mm至尺寸，长度425mm；倒角。如图7-64所示。

图7-64　工序2

（3）软卡爪，夹住mm外圆，一端搭中心架：车端面，尺寸425mm；倒角；钻2.5mm A型中心孔。如图7-65所示。

图7-65　工序3

（4）调头，夹住M30大径，一端搭中心架：车50mm×50mm方头端面，尺寸22mm；倒角47.5mm×30°。如图7-66所示。

图7-66　工序4

（5）软卡爪，夹住外圆mm，一端顶住：车M30-6h螺纹至尺寸，长度285mm；用锉刀修锉螺纹顶面，使大径尺寸不大于mm。如图7-67所示。

图7-67　工序5

实例五：螺杆轴的加工

1.加工要求

螺杆轴的加工尺寸如图7-68所示。每次加工数量为2～4件。毛坯为热轧圆钢。毛坯尺寸为50mm×240mm。

图7-68　螺杆轴的加工尺寸

2.加工方法

（1）车削左旋螺纹主要是变换车床丝杠的旋转方向，主轴顺转，车刀由退刀槽处进刀，从主轴箱向尾座方向进给车削螺纹。

（2）高速车削M30×1.5左螺纹时，由于切削力较大，为增加装夹刚性，所以用一夹一顶的装夹方法车削。但应注意一端夹住长度要短些，不使工件被强制夹住而影响形位精度。

（3）外螺纹M12，螺纹精度等级要求较低，可用板牙套螺纹的方法加工。

（4）为防止套螺纹时乱牙，车M12外螺纹大径时，应比公称尺寸小0.2～0.3mm，端面处倒角1.5×45°，使板牙容易切入工件。

（5）精车外圆30f7时，对台阶面光一刀，是保证达到垂直度要求的措施。

3.选择刀具

（1）车M30×1.5-6g-LH螺纹，可用YT15牌号硬质合金螺纹车刀进行高速车削。

（2）螺纹M12-7g用M12板牙套螺纹。

4.加工步骤

（1）三爪自定心卡盘，夹住毛坯外圆：车端面，毛坯车出即可；钻3A型中心孔。如图7-69所示。

图7-69　工序1

图7-70　工序2

（2）一端夹住，一端顶住：车外圆46mm至尺寸，并车至卡爪刹根处；车M30×1.5左-6g螺纹大径至mm，长度131mm（即131＝235-17-39-38-10）；车外圆27mm至尺寸，长度120mm、11mm；车外沟槽27mm×10mm至尺寸；倒角。如图7-70所示。

（3）用软卡爪夹住46mm外圆：车端面，尺寸104mm（即104=10+38+39+17）；钻3mmA型中心孔。如图7-71所示。

（4）软卡爪，一端夹住，一端顶住：粗车30t7外圆至31mm，尺寸10mm车至mm；粗车24t7外圆至25mm，尺寸38mm车至mm；车M12-7g大径至mm，保持尺寸39mm、17mm；车沟槽4mm×1.25mm至尺寸；倒角。如图7-72所示。

图7-71　工序3

图7-72　工序4

（5）按序号（4）装夹方法套螺纹M12-7g至尺寸。如图7-73所示。

（6）装夹于两顶尖间：精车30f7外圆至尺寸，并车出台阶面，长度10mm、38mm；精车24f7外圆至尺寸；车外沟槽2-3×0.5至尺寸；倒角。如图7-74所示。

图7-73　工序5

图7-74　工序6

（7）软卡爪，一端夹住30i7外圆，一端顶住：沟槽处倒角1.5×30°；车M30×1.5左-6g螺纹至尺寸；用锉刀修光螺纹顶面。如图7-75所示。

图7-75　工序7

实例六：变径管接头的加工

1.加工要求

变径管接头的加工尺寸如图7-76所示。毛坯种类为冷拉六角钢，毛坯尺寸为S46mm×35mm。数量为5～8件。

图7-76　变径管接头的加工尺寸

2.加工方法

（1）圆锥管螺纹的车削方法和车普通螺纹相同，所不同的主要是在圆锥表面上车削螺纹。

公称直径较小的管子螺纹，可用圆板牙套螺纹。对于变径管接头工件，它的公称直径较大，在机床上用圆板牙套螺纹比较困难，所以，必须用螺纹车刀车削。车削圆锥管螺纹可以用靠模、中滑板补偿进退（手赶）及尾座偏移等方法。在无靠模装置的情况下，根据工件的特点，采用尾座偏移方法比较方便，车出的螺纹精度也较高。

用尾座偏移方法车圆锥管螺纹时，要注意螺纹车刀的装夹，螺纹车刀刀尖角的平分线必须与工件轴心线垂直，如图7-77所示，以免造成牙形歪斜。

图7-77　用尾座偏移方法车圆锥管螺纹时车刀的装夹

（2）图样标注的变径管接头为60°圆锥螺纹，查表管子螺纹部分的锥度为1∶16，圆锥半角为l°47′24″，基面内的大径尺寸为准41.985mm，基面离管端的距离为10.668，保持螺纹有效长度为18，每25.4mm牙数为牙。

（3）用尾座偏移方法车削管子螺纹，其尾座偏移量可按车外圆锥的尾座偏移法公式计算。

设计心轴的长度为：

L₀=90mm

尾座偏移量为：

（4）管接头螺纹的公称直径为（钻孔或车孔直径））为准18.3mm。因定位的需要，将孔车到准18.3H9。，查表得螺纹的孔径尺寸

（5）管接头螺纹用丝锥攻螺纹，但攻螺纹时应注意，根据基面内的尺寸要求，事先在丝锥上作好记号，防止攻螺纹时将螺纹中径攻大。

（6）管子螺纹的测量可用螺纹环规，环规的螺纹大端尺寸应与管子螺纹基面上的螺纹公称直径尺寸相同，环规小端制有台阶，管螺纹的管端应在台阶范围内。

管接头螺纹的测量可用螺纹塞规检查，塞规的螺纹大端制有台阶，中间台阶的螺纹尺寸应与管子螺纹基面上的螺纹尺寸相同，所以，管接头螺纹端面应在塞规台阶范围内。

（7）用三爪自定心卡盘夹住工件六角表面时，应在六角表面与卡爪之间垫一层铜皮，防止六角表面被卡爪的圆弧两侧边缘夹坏。

3.加工步骤

（1）三爪自定心卡盘夹住六角表面，找正：车端面，毛坯车出即可；车外圆42.55mm至尺寸，长度22mm；倒角43.7×15°。如图7-78所示。

（2）软卡爪夹住外圆42.55mm：车端面，尺寸32mm；倒角43.7×15°；钻螺纹底径至17mm；车孔至18.3H9；孔口倒角。如图7-79所示。

图7-78　工序1

图7-79　工序2

（3）工件以孔定位于心轴，装夹在两顶尖间：尾座偏移量为2.81mm；车锥度1∶16，离端面处尺寸10.668mm之锥度尺寸为准41.985mm；倒角准2×45°。如图7-80所示。

图7-80　工序3

（4）按序号（3）装夹方法，车螺纹至尺寸（每25.4mm牙数为牙）。如图7-81所示。

（5）调头，软卡爪夹住准42.55mm外圆，攻螺纹至尺寸。如图7-82所示。

图7-81　工序4

图7-82　工序5