螺纹零件广泛应用于机械产品中，螺纹零件的功能是连接和传动。例如，车床主轴与卡盘的连接，方刀架上螺钉对刀具的紧固，丝杠与螺母的传动等。螺纹的种类很多，按牙型分有三角螺纹、梯形螺纹、方牙螺纹等。各种螺纹又有右旋、左旋和单线、多线之分，其中以单线、右旋的普通螺纹应用最广。

图4.38　宽刀法

1.螺纹的基本知识

螺纹各部分名称及尺寸计算：普通螺纹各部分名称如图4.39所示，大写字母为内螺纹各部分名称代号，小写字母为外螺纹各部分名称代号。

图4.39　普通螺纹各部分名称代号

D-内螺纹的大径（公称直径）；d-外螺纹的大径（公称直径）；D 2-内螺纹中径；d 2-外螺纹中径；D 1-内螺纹小径；d 1-外螺纹小径；P-螺距；H-原始三角形高度

大径（公称直径）D（d），单位mm。

中径：D 2（d 2）=D（d）-0.6495P

它是平分螺纹理论高度H的假想圆柱的直径。在中径处螺纹牙厚与牙槽宽相等。

小径：D 1（d 1）=D（d）-1.082P

螺距P：指相邻两牙在轴线方向对应点的距离。公制螺纹螺距单位用mm表示，英制螺纹螺距单位用每英寸长度的牙数D p表示，D p称为节径，螺距P与节径D p的关系为

P=2.54/D p（mm）

牙型角α：是螺纹轴向剖面上的相邻两牙侧之间的夹角。普通公制螺纹的牙型角为α=60°，英制螺纹的牙型角为α=55°。

线数（头数）n：指同一螺纹上螺旋线的根数。

导程L：L=n P。当n=1时，P=L。一般三角螺纹为单线，螺距即为导程。

内外螺纹总是成对使用的，决定内外螺纹能否配合以及配合的松紧程度，主要取决于牙型角α、螺距P和中径D 2（d 2）三个基本要素的精度。

2.螺纹的车削加工

1）传动原理

车削螺纹时，为了获得准确的螺纹，必须用丝杠带动刀架进给，使工件每转一周，刀具移动的距离等于螺距。

2）螺纹车刀及安装

牙型角α的保证，取决于螺纹车刀的刃磨和安装。

螺纹车刀刃磨的要求：

（1）车刀的刀尖角等于螺纹轴向剖面的牙型角α；

（2）前角γ0=0°，粗车螺纹为了改善切削条件，可用有正前角的车刀（γ0=5°～20°）。

螺纹车刀安装的要求：

（1）刀尖必须与工件旋转中心等高。

（2）刀尖角的平分线必须与工件轴线垂直。因此，要用对刀样板对刀，如图4.40所示。

图4.40　外螺纹车刀的安装

3）机床调整及安装

车刀装好后，应对机床进行调整，根据工件螺距的大小、查找车床标牌，选定进给箱手柄位置，脱开光杠进给机构，改由丝杠传动。选取较低的主轴转速，以便切削顺利，并有充分时间退刀。为使刀具移动均匀、平稳，须调整横溜板导轨间隙和小刀架丝杠与螺母的间隙。

在车削过程中，工件对主轴如有微小的松动，即会导致螺纹形状或螺距的不准确，因此工件必须装夹牢固。

4）操作方法

（1）车螺纹的操作步骤

以车削外螺纹为例，如图4.41所示这种方法称为正反车法，适于加工各种螺纹。

图4.41　螺纹的车削方法与步骤

如果车床丝杠螺距是工件导程的整倍数时，可在正车时，按下开合螺母手柄车螺纹，车至螺纹终端处，抬起开合螺母手柄停止进给，转动大溜板手柄将车刀退至螺纹加工的起始位置（不用反车退刀），接着进行下一步车削。这种方法为抬闸法，在粗车螺纹时，用这种方法可提高效率。在精车螺纹时，还是用反车退刀，不要扳起开合螺母，这样容易控制加工尺寸和表面粗糙度。

车内螺纹的方法与车外螺纹的方法基本相同。只是横向进给手柄的进退到转向不同而已。对于直径较小的内、外螺纹可用丝锥或板牙攻出。

车螺纹的注意事项如下：

①切削螺纹时，应及时退刀，以防车刀与工件台阶或卡盘相撞而引发事故。

②加工过程中不能用手摸螺纹表面，更不能用纱布或布擦螺纹表面。

（2）车削普通螺纹的进刀方法

螺纹的车削方法分低速车削法和高速车削法两种。

①低速车削普通螺纹的进刀方法。

低速车削螺纹时，一般都选用高速钢车刀。低速车削螺纹精度高，表面粗糙度值小，但车削效率低。低速车削时，应根据车床和工件的刚性、螺距的大小，选择不同的进给方法。(www.daowen.com)

低速车削普通螺纹的进刀方法有以下三种：

a.直进法。车削时，在每次往复行程后，车刀沿横向进给，通过多次行程，把螺纹车削成形，如图4.42（a）所示。

采用直进法车削，容易获得较准确的牙型，但车刀两刃同时车削，切削力较大，容易产生振动和扎刀现象，因此常用于车削螺距小于3 mm的三角形螺纹。

b.左右切削法。车削过程中，在每次往复行程后，除了做横向进刀外，同时利用小溜板使车刀向左或向右做微量进给（俗称赶刀），这样重复几次行程即可把螺纹车削成形，如图4.42（b）所示。

图4.42　低速车削三角螺纹的进刀方法

采用左右切削法车削，车刀单刃车削，不仅排居顺利，而且还不易扎刀，精车时，车刀左右进给量一般应小于0.05 mm，否则易造成牙底过宽或牙底不平。

c.斜进法。粗车时，为了操作方便，在每次往复行程后，除中溜板横向进给外，小溜板只向一个方向做微量进给，这样往复几次行程即把螺纹车削成形，如图4.42（c）所示。

斜进法也是单刃车削，不仅排屑顺利，不易扎刀，而且操作方便，适于粗车；精车时必须用左右切削法才能保证螺纹精度。

②高速车削普通螺纹。

高速车削普通螺纹时，用硬质合金车刀，只能采用直进法，而不能采用左右切削法，否则高速排出的切屑会把螺纹另一侧拉毛。高速直进法车削，切削力较大，为了防止振动和扎刀，可以使用弹性刀杆螺纹车刀。另外，高速车削普通螺纹时，由于车刀的挤压，易使工件胀大，所以车削外螺纹前的工件直径一般比公称直径要小（约小0.13P）。

（3）车削普通螺纹时切削用量的选择

车削螺纹时切削用量的选择，主要是指背吃刀量和切削速度的选择，应根据工件材料、螺距的大小以及所处的加工位置等因素来决定。

选择切削用量的原则是：

①根据切削要求选择。前几次的进给量可大些，以后每次进给切削用量应逐渐减小，精车时，背吃刀量应更小。切削速度应选低一些，粗车时v c=10～15 m/min；每次切深0.15 mm左右，最后留精车余量0.2 mm。精车时，v c=6 m/min。每次进刀0.02～0.05 mm，总切深为1.08P。

②根据切削状况选择。车外螺纹时切削用量可大些；车内螺纹时，由于刀杆刚性差，切削用量应小些。在细长轴上加工螺纹时，由于工件刚性差，切削用量应适当减小。车螺距较大的螺纹时，进给量较大，所以，背吃刀量和切削速度应适当减小。

③根据工件材料选择。加工脆性材料（铸铁、黄铜等），切削用量可小些，加工塑性材料（钢等），切削用量可大些。

④根据进给方式选择。用直进法车削，由于切削面积大，刀具受力大，所以切削用量应小些，若用左右切削法，切削用量可大些。

（4）乱牙及其预防方法

无论车削哪一种螺纹，都要经过几次进给才能完成。车削时，车刀偏离了前一次行程车出的螺旋槽，而把螺纹车乱的现象称为乱牙。由公式

式中：i——主轴到丝杠之间的传动比；

n丝——丝杠的转速（r/min）；

n工——工件的转速（r/min）；

P丝——丝杠的螺距（mm）；

L工——工件的导程（mm）。

由转速和螺距的关系可知，当丝杠螺距是工件导程的整数倍时，采用抬闸法车削就不会乱牙，否则会乱牙。

当车床丝杠的螺距是工件螺距整数倍时，采用抬闸法车削就不会乱牙。但如果开合螺母手柄没有完全压合，使螺母没有抱紧丝杠，也会乱牙。或因车刀重磨后重新安装，没有对刀，使车刀与工件的相对位置发生了变化，则也会乱牙。

通常预防乱牙的方法是倒顺车法，即在一次形成结束时，不提起开合螺母，把车刀沿径向退出后，将主轴反转，使车刀沿纵向退回，再进行第二次行程，这样往复过程中，因主轴、丝杠和刀架之间的传动链始终没有脱开，车刀就不会偏离原来的螺旋槽而乱牙。

采用倒顺车法时，主轴换向不能太快，否则会使机床的传动件受冲击而损坏，在卡盘处应按有保险装置，以防主轴反转时卡盘脱落。

此外还应注意以下几点：

①调整中小刀架的间隙（调镶条）。不要过紧或过松，以移动均匀、平稳为好。

②如从顶尖上取下工件测量，不能松下卡箍。在重新安装工件时要使卡箍与拔盘（或卡盘）的相对位置与原来的位置保持一样。

③在切削过程中，如果换刀，则应重新对刀。“对刀”是指闭合开合螺母，移动小刀架，使车刀落入原来的螺纹槽中。由于传动系统有间隙，所以对刀须在车刀沿切削方向走一段以后，停车后再进行。

（5）螺纹的测量

对螺纹而言主要测量螺距、牙型角和螺纹中径。因为螺距是由车床的运动关系来保证的，所以用钢尺测量即可；牙型角是由车刀的刀尖角以及正确的安装来保证的，一般用样板测量。也可用螺距规同时测量螺距和牙型角，如图4.43所示；螺纹中径常用螺纹千分卡尺来测量，如图4.44所示。

图4.43　测量螺距和牙型角

图4.44　测量螺纹中径

在成批大量生产中，多用如图4.45所示的螺纹量规进行综合测量。

图4.45　螺纹量规

（6）车螺纹时的缺陷及预防措施（表4.2）

表4.2　车螺纹时的缺陷、产生原因及预防措施

续表