各種螺紋加工方法圖解及螺紋計算方式
一、螺紋種類
按牙型可分為三角形、梯形、矩形、鋸齒形和圓弧螺紋;
按螺紋旋向可分為左旋和右旋;
按螺旋線條數可分為單線和多線;
按螺紋母體形狀分為圓柱和圓錐等。
二、螺紋的要素
螺紋包括五個要素:牙型、公稱直徑、線數、螺距(或導程)、旋向。
1. 牙型
在通過螺紋軸線的剖面區域上,螺紋的輪廓形狀稱為牙型。有三角形、梯形、鋸齒形、圓弧和矩形等牙型。
螺紋的牙型比較:
2. 直徑
螺紋有大徑(d、D)、中徑(d2、D2)、小徑(d1、D1),在表示螺紋時採用的是公稱直徑,公稱直徑是代表螺紋尺寸的直徑。
普通螺紋的公稱直徑就是大徑。
外螺紋(左) 內螺紋(右)
3. 線數
沿一條螺旋線形成的螺紋稱為單線螺紋,沿軸向等距分布的兩條或兩條以上的螺旋線形成的螺紋稱為多線螺紋。
單線螺紋(左)雙線螺紋(右)
4. 螺距和導程
螺距(p)是相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離。
導程(ph)是同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離。
單線螺紋時,導程=螺距;多線螺紋時,導程=螺距×線數。
5. 旋向
順時針旋轉時旋入的螺紋稱為右旋螺紋;
逆時針旋轉時旋入的螺紋稱為左旋螺紋。
左旋螺紋 右旋螺紋
螺紋也是零件上常見的表面之一,它有多種形式,按用途的不同可分為如下兩類:
(1)緊固螺紋
它用於零件間的固定連接,常用的有普通螺紋和管螺紋等,螺紋牙型多為三角形。
對普通螺紋的主要要求是可旋人性和連接的可靠性;對管螺紋的主要要求是密封性和連接的可靠性。
(2)傳動螺紋
它用於傳遞動力、運動或位移,如絲杠和測微螺桿的螺紋等,其牙型多為梯形或鋸齒形。
對於傳動螺紋的主要要求是傳動準確、可靠,螺牙接觸良好及耐磨等。
螺紋加工方案及其選擇
1. 螺紋加工方法
螺紋常用的切削加工方法有車螺紋、銑螺紋、磨螺紋、攻螺紋和套螺紋等;少無切削加工方法有搓螺紋和滾螺紋等;特種加工方法有電火花加工和電火花共軛同步迴轉加工等。
2. 螺紋加工方案及其選擇
1、德國螺紋刀具C.P.T.的加工螺紋視頻
圖中列出螺紋加工方案,按其主幹可歸納為五類,即車(銑)類、車(銑)磨類、攻套類、滾壓類和特種加工類。
一.螺紋
1.螺紋的形成
一平面圖形(如三角形、矩形、梯形等)繞一圓柱(或圓錐)作螺旋運動,形成一圓柱(或圓錐)螺旋體。工業上,常將該螺旋體稱為螺紋。
2.螺紋旋向
螺紋有右旋和左旋之分。順時針旋轉時旋入的螺紋,稱右旋螺紋;逆時針旋轉時旋入的螺紋,稱左旋螺紋。工程上常用右旋螺紋。
3.螺紋線數
螺紋有單線和多線之分。沿一根螺旋線形成的螺紋稱單線螺紋;沿兩根以上螺旋線形成的螺紋稱多線螺紋。連接螺紋大多為單線。
4.螺紋的種類
螺紋按用途可分為連接螺紋(普通螺紋、管螺紋等)和傳動螺紋(梯形、鋸齒形等);
按牙型可分為三角形、梯形、鋸齒形等;
按螺紋要素是否標準分標準螺紋、特殊螺紋和非標準螺紋(僅牙型符合標準稱為特殊螺紋,牙型不符合標準稱為非標準螺紋)。
二.螺紋的技術要求
螺紋也和其他類型的表面一樣,有一定的尺寸精度、形位精度和表面質量的要求。由於它們的用途和使用要求不同,技術要求也有所不同。
對於緊固螺紋和無傳動精度要求的傳動螺紋,一般只要求中徑、外螺紋的大徑、內螺紋的小徑的精度。
對於有傳動精度要求或用於讀數的螺紋,除要求中徑和頂徑的精度外,還要求螺距和牙型角的精度。為了保證傳動或讀數精度及耐磨性,對螺紋表面的粗糙度和硬度等也有較高的要求。
三.螺紋加工方法的分析
螺紋的加工方法很多,可以在車床、鑽床、螺紋銑床、螺紋磨床等機床上利用不同的工具進行加工。選擇螺紋的加工方法時,要考慮的因素較多,其中主要的是工件形狀、螺紋牙型、螺紋的尺寸和精度、工件材料和熱處理以及生產類型等。下表列出了常見螺紋加工方法所能達到的精度和表面粗糙度,可以作為選擇螺紋加工方法的依據和參考。
各種螺紋加工方法所能達到的精度和表面粗糙度
表面粗糙度Ra
1.攻絲和套扣
攻絲和套扣是應用較廣的螺紋加工方法。對於小尺寸的內螺紋,攻絲幾乎是唯一有效的加工方法。單件小批生產中,可以用手用絲錐手工攻絲;當批量較大時,則應在車床、鑽床或攻絲機上用機用絲錐加工。套扣的螺紋直徑一般不超過16 mm,它既可以手工操作,也可以在機床七進行。
由於攻絲和套扣的加工精度較低,主要用於加工精度要求不高的普通螺紋。
2.小螺紋加工方法
在車床上可以車削外螺紋、內螺紋;
對於加工直徑較小的螺孔,可先鑽出光孔,再用絲錐攻絲得到。
鑽削加工螺紋
3.車螺紋
螺紋加工方法
螺紋在機床上加工
4.銑螺紋
5.磨螺紋
螺紋的計算公式,你還有補充嗎?
一、 60°牙型的外螺紋中徑計算及公差(國標GB 197/196)
a. 中徑基本尺寸計算:螺紋中徑的基本尺寸=螺紋大徑-螺距×係數值。
公式表示:d/D-P×0.6495
例:外螺紋M8螺紋中徑的計算
8-1.25×0.6495=8-0.8119≈7.188
b. 常用的6h外螺紋中徑公差(以螺距為基準)。
上限值為「0」
下限值為P0.8-0.095 P1.00-0.112 P1.25-0.118
P1.5-0.132 P1.75-0.150 P2.0-0.16
P2.5-0.17
上限計算公式即基本尺寸,下限值計算公式d2-hes-Td2即中徑基本尺寸-偏差-公差。
M8的6h級中徑公差值:上限值7.188 下限值:7.188-0.118=7.07。
c. 常用的6g級外螺紋中徑基本偏差:(以螺距為基準)。
P 0.80-0.024 P 1.00-0.026 P1.25-0.028 P1.5-0.032
P1.75-0.034 P2-0.038 P2.5-0.042
上限值計算公式d2-ges即基本尺寸-偏差
下限值計算公式d2-ges-Td2即基本尺寸-偏差-公差
例M8的6g級中徑公差值:上限值7.188-0.028=7.16 下限值:7.188-0.028-0.118=7.042。
註:(1)以上的螺紋公差是以粗牙為準,對細牙的螺紋公差相應有些變化,但均只是公差變大,所以按此控制不會越出規範界限,故在上述中未一一標出。
(2)螺紋的光桿坯徑尺寸在生產實際中,根據設計要求的精度和螺紋加工設備的擠壓力的不同而相應比設計螺紋中徑尺寸加大0.04—0.08之間,為螺紋光桿坯徑值,例我們公司的M8外螺紋6g級的螺紋光桿坯徑實在7.08—7.13即在此範圍。
(3)考慮到生產過程的需要外螺紋,在實際生產的未進行熱處理和表面處理的中徑控制下限應盡量保持在6h級為準。
二、 60°內螺紋中徑計算及公差(GB 197 /196)
a. 6H級螺紋中徑公差(以螺距為基準)。
上限值:
P0.8 0.125 P1.00 0.150 P1.25 0.16 P1.5 0.180
P1.25 0.00 P2.0 0.212 P2.5 0.224
下限值為」0」,
上限值計算公式2 TD2即基本尺寸 公差。
例M8-6H內螺紋中徑為:7.188 0.160=7.348 上限值:7.188為下限值。
b. 內螺紋的中徑基本尺寸計算公式與外螺紋相同,即D2=D-P×0.6495即內螺紋中徑螺紋大徑-螺距×係數值。
c. 6G級螺紋中徑基本偏差E1(以螺距為基準)。
P0.8 0.024 P1.00 0.026 P1.25 0.028 P1.5 0.032
P1.75 0.034 P1.00 0.026 P2.5 0.042
例:M8 6G級內螺紋中徑上限值:7.188 0.026 0.16=7.374
下限值:7.188 0.026=7.214
上限值公式2 GE1 TD2即中徑基本尺寸 偏差 公差
下限值公式2 GE1即中徑尺寸 偏差
三、 外螺紋大徑的計算及公差(GB 197/196)
a. 外螺紋的6h大徑上限值即螺紋直徑值
例M8為φ8.00上限值公差為」0」。
b. 外螺紋的6h級大徑下限值公差(以螺距為基準)。
P0.8-0.15 P1.00-0.18 P1.25-0.212 P1.5-0.236 P1.75-0.265
P2.0-0.28 P2.5-0.335
大徑下限計算公式:d-Td 即螺紋大徑基本尺寸-公差。
例:M8外螺紋6h大徑尺寸:上限為φ8,下限為φ8-0.212=φ7.788
c. 外螺紋6g級大徑的計算與公差。
6g級外螺紋的基準偏差(以螺距為基準)
P0.8-0.024 P1.00-0.026 P1.25-0.028 P1.5-0.032 P1.25-0.024 P1.75 –0.034
P2.0-0.038 P2.5-0.042
上限計算公式 d-ges 即螺紋大徑基本尺寸-基準偏差
下限計算公式 d-ges-Td 即螺紋大徑基本尺寸-基準偏差-公差
例:M8 外螺紋6g級大徑 上限值φ8-0.028=φ7.972。
下限值φ8-0.028-0.212=φ7.76
註:(1)螺紋的大徑是由螺紋光桿坯徑及搓絲板/滾絲輪的牙型磨損程度來決定的,而且其數值在同樣毛坯及螺紋加工工具的基礎上與螺紋中徑成反比出現。即中徑小則大徑大,反之中徑大則大徑小。
(2)對需進行熱處理和表面處理等加工的零件,考慮到加工過程的關係,實際生產時,應將螺紋大徑控制在6h級的下限值加0.04mm以上,如M8的外螺紋在搓(滾)絲的大徑應保證在φ7.83以上和7.95以下為宜。
四、 內螺紋小徑的計算與公差
a. 內螺紋小徑的基本尺寸計算(D1)。
螺紋小徑基本尺寸=內螺紋基本尺寸-螺距×係數
例:內螺紋M8的小徑基本尺寸 8-1.25×1.0825=6.646875≈6.647
b. 內螺紋6H級的小徑公差(以螺距為基準)及小徑值計算。
P0.8 0. 2 P1.0 0. 236 P1.25 0.265 P1.5 0.3 P1.75 0.335
P2.0 0.375 P2.5 0.48
內螺紋6H級的下限偏差公式D1 HE1即內螺紋小徑基本尺寸 偏差。
註:6H級的下偏值為「0」
內螺紋6H級的上限值計算公式=D1 HE1 TD1即內螺紋小徑基本尺寸 偏差 公差。
例:6H級M8內螺紋小徑的上限值 6.647 0=6.647
6H級M8內螺紋小徑的下限值 6.647 0 0.265=6.912
c. 內螺紋6G級的小徑基本偏差(以螺距為基準)及小徑值計算。
P0.8 0.024 P1.0 0.026 P1.25 0.028 P1.5 0.032 P1.75 0.034
P2.0 0.038 P2.5 0.042
內螺紋6G級的小徑下限值公式=D1 GE1,即內螺紋基本尺寸 偏差。
例:6G級M8內螺紋小徑的下限值 6.647 0.028=6.675
6G級M8內螺紋小徑的上限值公式D1 GE1 TD1即內螺紋基本尺寸 偏差 公差。
例:6G級M8內螺紋小徑的上限值是6.647 0.028 0.265=6.94
註:(1)內螺紋的牙高直接關係到內螺紋的承載力矩的大小,故在毛坯生產中應盡量在其6H級上限值以內。
(2)在內螺紋的加工過程中,內螺紋小徑越小會給加工具——絲錐的使用效益有所影響。從使用的角度講是小徑越小越好,但綜合考慮時一般採用小徑的在中限至上限值之間,如果是鑄鐵或鋁件時,應採用小徑的下限值至中限值之間。
(3)內螺紋6G級的小徑,在毛坯生產中可按6H級執行,其精度等級主要考慮螺紋中徑的鍍層,故只在螺紋加工時考慮絲錐的中徑尺寸,而不必考慮光孔的小徑。
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