螺纹和成形表面加工

第三章特型表面的加工§3-1螺纹加工一、概述（一）螺纹的种类和用途1、用途（1）联接螺纹（2）传动螺纹2、截面形状（1）三角形螺纹：联接件和紧固件，常作调节之用。（2）梯形螺纹：传动件，如机床的丝杠。（3）方牙螺纹：支撑重量的传动件，如千斤顶、压力机的丝杠。（4）模数螺纹（蜗杆）：用于蜗轮蜗杆传动。3、标准（1）米制（米制三角形螺纹称为普通螺纹）（2）公制（二）螺纹的基本概念和基本要素螺旋升角(ψ)：螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。螺旋角(β)：螺旋线的切线与通过切点的母线的夹角。导程（L）：同一条螺旋线绕中径圆柱的d2一周在轴线方向上的距离。五个基本要素：牙型、中径D2（d2)、螺距P、线数n、旋向1、大径（D/d）：外螺纹牙顶直径（d）、内螺纹牙底直径（D）2、小径（D1/d1）：外螺纹的牙底直径、内螺纹的牙顶直径3、五个基本要素：(1)牙形:通过螺纹轴线的剖面上，螺纹的轮廓形状。(2)中径（D2/d2）：螺纹的牙厚与牙间相等处的圆柱直径。(3)螺距P：相邻两牙对应点的轴向距离。(4)线数n：螺纹螺旋线的条数。图6.2螺纹的几何要素(5)旋向：左旋和右旋。（三）、螺纹的标记相配合的内外螺纹，除旋向、线数需一致外，配合质量主要取决于牙型半角、螺距和中径三个基本要素的精度，称为螺纹三要素。GB197-81，普通螺纹的中径和大径尺寸公差等级为4、5、6、7、8、9级，4、5级精度较高，6、7为中等精度，8、9为低精度级。螺纹公差的位置有基本偏差确定，内螺纹：G和H，外螺纹：e、f、g和h。H和h基本偏差为零，G为正值，e、f、g为负值。普通螺纹：M14×1.5左－7H－LM：螺纹类型代号（米制）14：公称直径（大径基本尺寸）1.5：螺距（粗牙不写）左：旋向（右旋不写）7H：中径、大径公差带代号（大写为内螺纹，小写为外螺纹）L：旋和长度（短为S，长为L，中等长度不写）二、车螺纹IT8～IT4，Ra：3.2～0.4μm单件小批：普通螺纹车刀大批大量：螺纹梳刀1.保证牙型（1）正确刃磨车刀：①使车刀的刀尖角εr＝α，并使车刀切削部分的形状与螺纹牙槽形状一致；②车刀前角γp＝0°。（2）正确安装车刀：①车刀的刀尖必须与螺纹轴线等高；②确保刀尖的角平分线垂直于螺纹轴线，否则不能保证通过轴线OA剖面上螺纹的两个牙型半角α/2相等。2.保证螺距P或导程L为了获得准确的螺距，必须保证工件每转一转，车刀准确地移动一个螺距（多线螺纹为一个导程），因此车床主轴和丝杠之间必须保证一定地传动比。3.保证中径D2（d2）为了获得准确的中径尺寸，关键是控制车削过程中地总切深∑ap。一般由横向刻度盘经多次进刀控制，最后用螺纹量规或螺纹千分尺检测。4.保证线数n多线螺纹地结构特点：（1）在轴向剖面内相邻两条螺旋线地轴向距离等于螺距值；（2）在横向剖面内，各条螺旋线与横向剖面地交点相距360°/n。（1）移动小刀架法：（2）旋转工件法：5.保证旋向：车右旋螺纹：工件正转，车刀自右向左移动；车左旋螺纹：工件正转，车刀自左向右移动。三、铣螺纹多用于大径和螺距较大梯形螺纹与模数螺纹的加工。IT9～IT6，Ra：6.3～3.2μm，粗加工或半精加工。1、盘状螺纹铣刀铣螺纹大螺距的长螺纹(如丝杠、蜗杆的梯形螺纹或方牙螺纹)，粗加工或半精加工，IT9～IT8，Ra：6.3～3.2μm，生产率高。（2）旋风法铣螺纹加工梯形、方牙和三角形的内、外螺纹。IT8～IT6，Ra：6.3～3.2μm，生产率较盘状铣刀铣削螺纹高3～8倍，粗加工。四、攻螺纹和套螺纹应用：加工φ≤16mm的内外螺纹。攻丝：丝锥，IT8～IT6，Ra：6.3～1.6μm套扣：单件小批：板牙，IT8，Ra：6.3～3.2μm五、磨螺纹IT6～IT4，Ra：0.4～0.1μm1、单片砂轮磨削：精度高，生产率低，螺纹较长。加工Φ≥30mm的淬硬内螺纹。2、多线砂轮磨削（图6.9b）：精度稍低，生产率高，螺纹较短。六、滚压螺纹：无切削加工方法1、搓板滚压：Φ：2～35mm，L≤100mm，IT8～IT6→IT5，Ra:1.6～0.8μm，生产率高。2、滚轮滚压：Φ：0.3～120mm，L≤150mm，IT6～IT4→IT3，Ra:0.8～0.2μm，生产率稍低。3、滚压螺纹的优点：（1）生产率高（2）螺纹强度高。（3）节省材料。（4）加工费用低，机床简单。4、滚压螺纹的缺点（1）加工小直径的外螺纹。（2）对坯料的尺寸精度要求高。（3）加工塑性较好的材料。七、电火花加工螺纹适宜加工淬火钢、硬质合金及其他难加工导电材料的螺纹。八、激光加工螺纹：硬、脆等不导电材料的螺纹，如陶瓷螺纹类别加工方法加工精度（IT）表面粗糙度Ra（μm）生产范围外螺纹板牙套丝8～66.3～1.6各种批量车削8～43.2～0.4单件小批铣削9～66.3～3.2大批大量磨削6～40.4～0.1各种批量滚压搓丝板8～6→51.6～0.8大批大量滚丝轮6～4→30.8～0.2大批大量内螺纹丝锥攻丝8～66.3～1.6各种批量车削8～43.2～0.4单件小批铣削8～66.3～3.2成批大量磨削6～40.4～0.1单件小批拉削71.6～0.8大批大量§3-3成形表面加工一、概述1、成形表面类型（几何特征）（1）回转成形面：一条母线（曲线）绕一固定轴旋转。（2）直线成形面：一条直线母线沿一曲线平行移动。（3）立体成形面：零件各剖面具有不同的轮廓形状。2、成形表面加工类型（1）回转成形面：车削→磨削（2）直线成形面：外成形面：铣（刨）削→磨削（研磨）内成形面：铣（插）削→钳工、磨削、拉削（3）立体成形面：立铣（仿形铣）→钳工精修、研磨、抛光目前状况：车削（磨削）→特种加工、塑性加工、精密铸造。二、成形面的加工方法1.成形刀法：用与被加工工件轮廓形状相符的成形刀具直接加工出成形面的一种方法。（1）车削成形面：内外回转体成形面，成形车刀。（2）铣削成形面：直线成形面，成形铣刀（3）刨削成形面：直线成形面。（4）拉削成形面：内外直线成形面。（5）成形刀具加工的特点①加工质量稳定。②生产率高。③刀具寿命长。④机床和工件刚性好。⑤刀具费用高。2、手动控制法：由手工操作机床，刀具相对工件作成形运动而加工出成形面的一种方法。手工操作，技术水平要求高，劳动强度大，加工质量较低，生产率低，单件小批生产，粗加工。3、靠模法：刀具由一传动机构带动，跟随一靠模轮廓线移动而加工出与该靠模轮廓线相符的成形面的一种加工方法。（1）机械传动靠模法加工成形面特点：①加工精度取决于靠模精度。②生产率较高。③设备简单。④靠模形状复杂，制造困难，成本高。图8.4靠模车削成形面（2）液压传动靠模法加工成形面特点：①靠模制造容易，成本低，加工精度高。②加工范围广。③机床复杂，设备成本高。④刀痕明显，粗糙度差。4、数控加工法：利用数控机床加工成形面的一种加工方法。5.特种加工法：适宜加工形状微小、结构复杂的成形面，或由高硬度、高韧性及高脆性材料组成的成形面。