车床螺纹车削精通：进给深度计算、刀具设置与精密测量

学习目标

• 确定螺纹进给深度
• 掌握正确车削螺纹方法
• 计算螺距、牙深、小径、平顶宽
• 设置正确RPM、快换齿轮箱、刀架角度、刀具
• 双微分环归零技巧
• 掌握螺纹车削操作、扩孔、刀具磨制

车床螺纹车削

车床切削螺纹在工件上产生均匀螺旋脊，用形状匹配螺纹轮廓的车螺纹刀具逐层切削实现。

练习准备

1. 准备圆料车至外螺纹大径；
2. 用切断刀或专用刀切底槽，深度=单牙深+0.005"；
3. 统一螺纹单牙深公式：d = P × 0.750。其中d=单牙深，P=螺距，n=每英寸牙数(TPI)。进给深度 = 0.75 / n。

螺纹尺寸计算

车削正确螺纹需先计算保证尺寸合规。以下公式图示辅助计算。

示例： 计算3/4-10 NC螺纹螺距、牙深、小径、平顶宽：

• P = 1/n = 1/10 = 0.100 in
• 牙深 = 0.7500 × P = 0.7500 × 0.100 = 0.0750 in
• 小径 = 大径 - (牙深+牙深) = 0.750 - 0.150 = 0.600 in
• 平顶宽 = P/8 = (1/8)×(1/10) = 0.0125 in

螺纹车削操作步骤

1. 转速设为车削约1/4；
2. 快换齿轮箱设所需螺距(牙数/英寸) — 见螺纹进给图表(图1)与齿轮箱设置图(图2)；
3. 刀架右旋29°(右手螺纹) — 见图3；
4. 装60°螺纹刀，刀尖高度对中心点 — 见图4；
5. 用螺纹样板将刀具设垂直工件 — 见图5；
6. 螺纹区涂布局液 — 见图6；
7. 刀架与横向进给同时进刀至工件，双微分环归零 — 见图7、8；
8. 横向进给退刀，鞍座移至工件末端，横向进给归零 — 见图9；
9. 仅用刀架微分环进给0.001-0.002" — 见图10；
10. 开车接合半螺母 — 见图11；
11. 无切削液试切一刀(划痕切削)。末端脱开半螺母停车，横向进给退刀，鞍座回起始位置 — 见图12；
12. 用螺距规/钢尺检查螺距(牙数/英寸) — 见图13、14；
13. 首刀用切削油进刀架0.005-0.020"。接近成品尺寸减至0.001-0.002" — 见图15；
14. 重复至距终深0.010"以内；
15. 用螺纹千分尺、螺纹规或三针法检测尺寸 — 见图16；
16. 螺纹端部倒角保护。

扩孔

扩孔刀用于精加工钻孔/镗孔，快速精准达成指定尺寸与良好光洁度。钻/镗至成品尺寸0.005-0.015"范围内再扩孔(扩孔刀去除量小)。工件装卡盘主轴，扩孔刀尾座支撑。机用扩孔转速约钻孔1/2。

手用扩孔刀

孔精度需在成品尺寸0.005"以内。工件装卡盘主轴，锁死主轴(工件精准设置后)。手用扩孔刀装可调扩孔扳手，尾座顶尖支撑。手动转动扳手同时尾座手轮进给。大量切削液。

机用扩孔刀

钻/镗至成品尺寸0.010"以内，机用扩孔刀仅去除刀具痕迹。大量切削液。

车床刀具磨制

1. 手托砂轮架稳固夹持刀具；
2. 按正确角度磨主切削刃，同时倾斜刀具底部向砂轮内侧磨10°侧向后角；切削刃长约0.5"、宽约刀杆1/4；
3. 磨削来回移动刀具防砂轮开槽、加速磨削；
4. 频繁蘸水冷却刀具，严禁过热；
5. 磨端切削角使与侧切削刃成略小于90°角，同时磨端切削刃角与15°端后角 — 见"磨前角"图；
6. 刀具装刀杆后检查端后角量；
7. 刀具顶部与砂轮轴线约45°磨14°侧前角 — 见"磨侧角"图；
8. 磨微小刀尖圆弧，保持前/侧后角 — 见"磨圆弧"图。

切削刀具材料

车刀四大材料：高速钢、铸造合金、硬质合金、陶瓷。性能各异，应用取决于工件材料与机床状况。刀具应具备：高硬度、耐磨、耐高温切削热、抗冲击。

切削刀具术语

车床刀具通常为单刃刀，形状虽变但术语统一：

1. 刀杆底面
2. 切削刃：切削前沿
3. 前刀面：切屑分离时承托面
4. 后刀面：邻近切削刃下方表面
5. 刀尖：切削刃与前刀面交线尖端
6. 刀尖圆弧半径：粗车1/16"，精车1/16-1/8"，影响光洁度
7. 刀尖：磨制用于切削的末端
8. 刀身：刀具本体/夹持部分
9. 车刀角度与后角：刀具性能取决于必须磨制的后角与前角。虽随材料变化但术语统一。
   • 主偏角：切削刃与刀杆侧面夹角，10-20°(视材料)，>30°易颤刀；
   • 副偏角：端切削刃与刀具中心线垂线夹角，5-30°。粗车5-15°，通用车刀15-30°(大角度利于靠卡盘/狗头轻切或车台肩)；
   • 侧后角(间隙角)：侧切削刃下方后刀面角度，6-10°，允许刀具轴向进给防后刀面摩擦工件；
   • 端后角：刀尖下方角度允许刀具轴向进给，通用10-15°。硬材料端后角小以支撑切削刃；
   • 侧前角：前刀面从切削刃向后倾斜角度，通用14°。软材料一般增大侧前角；
   • 后(顶)前角：刀具前刀面从刀尖向后倾斜，约20°，由刀杆提供。利于切屑远离切削尖端。

单元测试

1. 1/4-20丝锥螺距？
2. 统一螺纹刀架须旋多少度？
3. 解释为何旋转刀架(第2题)。
4. UNF 1/2-20螺钉牙深？
5. 如何车左旋螺纹？(阅读未涉及——自行推导)
6. 车螺纹用什么刀具？
7. 描述螺纹样板/中心规。
8. 检查螺距(牙数/英寸)用什么？
9. 首刀与最终刀进给量各多少？
10. 列举四种制造刀具的材料。

章节来源说明

• 车床 源自麻省理工《车床》，CC:BY-NC-SA 4.0
• 切削刀具术语 源自威斯康星技术学院《车床切削工具——刀具形状》，CC:BY-NC 4.0
• 切削刀具术语 源自爱达荷大学《刀具类型(车床)》，CC:BY-SA 3.0
• 对中 源自[车床手动操作文档]