第 7 章

第 7 章 螺纹及齿轮制造 ◆ 7.1 螺纹加工 ◆ 7.2 齿轮加工

7.1 螺纹加工 任务书 本节重点 1. 了解齿轮加工的一般步骤。 2. 熟悉常见的齿轮加工方法。 3. 了解各种齿轮加工方法的优缺点。 7.1 螺纹加工 1. 了解齿轮加工的一般步骤。 2. 熟悉常见的齿轮加工方法。 3. 了解各种齿轮加工方法的优缺点。 任务书 ● 螺纹的切削制造 ● 螺纹的滚压制造 本节重点

7.1 螺纹加工 螺纹具有紧固、传力、调整、测量、密封及传送物料等作用，为日常生活中不可缺少的工业零件。例如：眼镜、钟表及随身听所用的小螺纹件；轮船、建筑物、铁塔及桥梁所用的大型螺纹件，随处可见螺纹的踪影。 螺纹的制造方法很多，例如：车削、铣削、轮磨、轧制、螺纹机切制、手工攻制、铰制及压铸等。每一种制造方法均有其特色与适用领域。

一、螺纹的切削法 １. 车螺纹 （1）车螺纹 夹具装夹工件等速回转，此时，等速回转的丝杠驱动刀架做等速直线进给，螺纹刀即可在工件上车出螺纹槽。

（2）螺纹的测量 螺纹的检验部位有：牙型角、牙深、螺距、内径、外径及中径等，其中中径的检验最重要。 检验的方法，可用：螺纹规、投影机、工具显微镜、螺纹比较仪、螺纹千分尺及三针测量法等。 最普遍应用的是螺纹千分尺及三针测量法测量中径： ①螺纹千分尺 螺纹千分尺主轴及砧座均为V形，可直接由套筒刻度读出螺纹的中径，砧座可根据被测工件螺距的不同而更换。

②三针测量法 三针测量法是检验螺纹中径最常用且最准确的方法。 先将三支等径的芯棒置于工件的两侧，用千分尺测得芯棒直径G，然后代入相应的公式，求出螺纹中径d2。 三针测量法求出螺纹中径d2的公式 三角形螺纹（α =60°）： d2 = M + 0.866P - 3G 　　管螺纹（α =55°）： d2 = M + 0.96049P - 3.1657G 　梯形螺纹（α =30°）： d2 = M + 1.866P - 4.8637G 当α =60°时：G=0.57735P 当α=55°时：G=0.56369P 当α=30°时：G=0.51645P

⒉ 铣螺纹 工件旋转并沿轴向进给，同时分度头按一定比例旋转。通常用于铣削大尺寸的工件。

3. 磨螺纹 砂轮的外形角与螺纹的牙型角一致，当工件慢速转动时，砂轮高速回转并沿工件轴向慢速进给即可磨出螺纹。螺纹件淬火后的变形可以用螺纹磨床精修，可获得高精确度与较小的表面粗糙度。

4. 螺纹铣刀切削法 采用专用螺纹铣刀切削螺纹，即快速又精确。 切削时螺纹铣刀定速回转，工件慢速转动一圈并沿轴向移动一个导程即可。

5. 自动板牙与丝锥切制 大量生产工件时常使用自动张开式板牙和自动退缩式丝锥切制。在切削行程的终点，刀具可自动胀缩，直接抽离工件，省去逆转退刀的时间，加工效率较高。

二、 压力铸造 压力铸造是将熔解炉中加热熔化的金属液用柱塞压入金属模内，冷却后打开模子取出制件，模子开合一次即完成一次制造过程。 适用于低熔点金属制造的外螺纹的大量生产。

三、 滚压法 1. 螺纹滚压原理说明 螺纹滚压的原理和使用车床进行滚花一样，是将具有适当可塑性的圆形金属坯料置于往复运动的平板模或回转运动的圆滚模间，以适当的压力将螺纹形状轧出来，平板模滚压螺纹俗称搓丝。

2. 滚压过程 滚压（搓丝）过程为： 倒角→粗搓→精搓→完成脱落。

3. 滚压螺纹的优点与缺点

四、 手工切制法 攻丝切割 丝锥的组成 攻丝又称攻螺纹，一般是用丝锥在工件光圆孔内加工出内螺纹。 攻丝时底孔直径的计算公式为： d=D-2×0.75×0.65P=D-P 丝锥的组成

⒉ 套螺纹 套螺纹一般指用板牙在工作圆柱面上加工外螺纹，又称套扣。

五、 螺纹制造方法的比较

7.2 齿轮加工 任务书 本节重点 1. 了解齿轮加工的一般步骤 2. 熟悉常见的齿轮加工方法 3. 了解各种齿轮加工方法的优缺点 7.2 齿轮加工 1. 了解齿轮加工的一般步骤 2. 熟悉常见的齿轮加工方法 3. 了解各种齿轮加工方法的优缺点 任务书 ● 齿轮的切削加工 ● 齿轮的模造加工 ● 齿形精修加工 本节重点

齿轮传动具有效率高、负载能力大、使用寿命长、传动比精确以及可靠性高等优点。 由于齿轮的形状复杂、制造难度大且技术问题多，所以由一个国家的齿轮制造水准可以推知一个国家的工业水准。 齿轮加工的过程，可分为齿坯加工、齿形加工、热处理和齿轮精修加工四个阶段。

一、 切削加工 滚齿 滚齿加工时，滚刀在工件齿轮的外圆周上滚铣出轮齿部分。 滚刀回转一周，工件齿轮转动一齿，两者以此关系同步回转，直到工件齿轮面上滚出全部齿形为止。

2. 插齿 插齿加工时，机床必须具备以下运动： 主运动 (2) 分齿运动 (3) 径向进给运动 (4) 让刀运动

⒊ 样板切削法 样板切削法是指用样板控制切削刀具往复运动将齿形加工出来。 ⒊ 样板切削法 样板切削法是指用样板控制切削刀具往复运动将齿形加工出来。 适用于难以用成形刀具切削的大齿轮，也适用于加工锥齿轮，其齿形的形成是由样板控制。

⒋ 成形法 成形铣刀装在平面铣床的主轴上，工件用心轴装夹在分度头与尾座之间，铣床的床鞍上升调整至适当的切齿深度后，工作台带动工件向铣刀进给，每次铣出一个齿间。

二、 模造加工 ⒈ 铸造 ⒉ 冲压 ⒊ 粉末冶金 ⒋ 挤压法 将铸模的型腔作成齿轮形就可用铸造法来制造齿轮。 熔点低而精度要求高又需大量生产的，选用压力铸造最理想。 ⒉ 冲压 冲压法是以金属板为坯料大量制造薄型齿轮最方便的方法 ⒊ 粉末冶金 粉末冶金是指以金属粉末在钢模内压制成形的方法制造齿轮，适用于大量生产的小型齿轮。 ⒋ 挤压法 软金属坯料由齿轮状的挤压模孔挤出，可制造长条状的齿条，再根据所需尺寸切成适当的厚度。

三、 齿形精修加工 ⒈ 剃齿 用剃齿刀来精修滚齿或插齿粗加工后的齿轮齿形，这是最经济与最有效的方法之一，适用于中、小模数的软硬度齿轮的齿面精加工。

⒉ 珩齿 珩齿适用于硬面齿轮的修整加工，可修整工件齿轮的热处理变形，改善齿轮的几何精度、减小表面粗糙度与消除加工刀痕。

⒊ 磨齿 适用于硬面齿轮的精修，可加工内、外齿轮，加工精度比剃齿与珩齿高。 磨齿的主要缺点是效率低而成本高，尤其是大尺寸的齿轮。

⒋ 研齿 研齿加工是将两啮合齿轮装在研齿机上互相啮合转动，并在两齿轮之间加入用金刚砂和润滑剂调制而成的研磨膏，将两齿轮不精确的部分慢慢磨除，直到运转顺畅没有噪声为止。 ⒌ 轧制 将三个硬化而精确的轧制齿轮与加工的工件齿轮在一定压力下一起转动，工件齿轮上不正确的齿形受压产生塑性流动而渐趋正确。 该方法属于冷成形。