课题名称：三角螺纹配合加工
课题教学目的：
1、知识目标：使学生通过学习掌握三角螺纹配合的加工方法及技巧，并能熟练在编程中应用；
2、能力目标：使学生通过学习和技能训练，掌握在加工配合零件时，使用正确的方法、技巧以及注意事项，培养学生分析和解决该方面问题的能力；
3、德育目标：把学生培养成为具有条理、讲科学、思维缜密和良好职业道德的编程和操 作人员。
课题重点：
1、使学生系统掌握内外三角螺纹配合的知识；
2、使学生能熟练完成三角螺纹配合零件的加工；
3、使学生在编程和实际加工过程中熟练三角螺纹配合加工的知识；
4、使学生能根据加工情况，分析和解决实际配合问题。
课题难点：
1、使学生能熟练掌握三角螺纹配合的加工方法；
2、使学生在编程和实际加工过程中熟练应用三角螺纹配合知识和计算；
3、使学生能根据加工情况，分析和解决配合加工问题。
学生情况分析：
数控041班是我校高级工+大专学制的班级，学生素质和学习能力较好；已具备普通车床外三角螺纹和内孔加工的知识和技能；并且通过先前10周的数控车中级工实训和《数控机床操作与编程》课程的学习，具备一定数控车床的编程和技能操作的基础；有一定分析和解决问题的能力。
教学内容分析：
1、学生在建立三角螺纹配合知识体系时，由于细小的配合问题很容易被忽视，应在教学过程中利用学生已掌握的普通车床加工时的一些问题，引出配合时的加工技巧（可通过实际普车的配合加工的认识和理解，引出本课题的内容）；
2、学生在理解配合加工时，可能会出现错误的理解，因为经常认为三角螺纹配合不过是外三角螺纹加内三角螺纹罢了，可以利用学生对倒角、清根、配合公差等的理解，来帮助学生理解该问题；
3、由于配合问题在加工中体现不明显，所以应向学生强调该问题的重要性，并着重强调在三角螺纹配合零件加工，特别是内三角螺纹加工时的注意事项。
教学方法：
1、讲解法：根据教学课题的要求，运用准确的语言向学生讲解课题知识点，叙述事实，说明意义、任务和内容，并说明完成课题任务的次序、组织和操作要领等。
通过该教学方法，使学生能系统的掌握该课题的知识点，并且能做到有针对性地向学生讲解重点内容，是课题内容更完整、更有针对性、重点突出、讲练结合等。
2、示范操作法（直观教具的演示）：使用实物（三角螺纹配合零件）和典型零件的挂图，给学生以鲜明、具体、生动形象的印象，使其能更快的掌握该课题的知识点和技能技巧。
3、讨论法：在教学过程中，让学生相互间进行适当的讨论“影响三角螺纹配合精度的因素”等问题，可以使学生相互取长补短、提高学生对该课题的分析能力和心智技能水平。
教学内容、方法过程：
一、组织教学：
1．学生应按时整队，进入实习教室，师生互相问候。 2．检查出勤情况。
3．检查学生实训服装是否整齐（工作服、安全帽、工作鞋等）。 4．宣布本课题的内容及任务。
二、入门指导
（一）检查复习、课题讲授
通过学生在普通车床实习时，对零件配合的认识，引出研究三角螺纹配合的主要性和意义，进一步讲解三角螺纹配合的知识和技巧。
以挂图的形式，向学生展示一个典型三角螺纹零件配合，让学生自助分析其加工方案，并进行编程练习。
在学生编程完成后，请学生根据普车的加工经验，分析其加工时应注意哪些问题。并且将学生的分析一一罗列在黑板上，以引导的形式帮助学生理解这些注意问题。 三角形螺纹车刀的刃磨：
⒈粗磨——因车刀材料为高速钢，选用氧化铝粗粒度砂轮刃磨后刀和前刀面。
⑴磨后刀面——先磨左侧后刀面，刃磨时双手握刀，使刀柄与砂轮外圆水平方向成功30°、垂直方向倾斜8°～10°，车刀与砂轮接触后稍加压力，并均匀慢慢移动磨出后刀面。右侧后刀面刃磨方法与左侧面相同。后刀面基本磨好后用螺纹样板透光检查刀尖角60°；
⑵磨前刀面——将车刀前刀面与砂轮平面水平方向做倾斜约10°～15°，同时垂直方向作微量倾斜使左侧切削刃略低于右侧切削刃，前刀面与砂轮接触后稍加压力刃磨，逐渐磨至靠近刀尖处。（如图1a）
⒉精磨——选用80粒度氧化铝砂轮精磨。
⑴精磨前、后刀面方法与粗磨相同，但在刃磨时表面磨出即可；
⑵检查刀尖角——因车刀有径向前角，所以螺纹样板应水平放置，作透光检查。如发现角度不正确，及时修复至符合样板角度要求。(如图1b) ⒊圆弧——车刀刀尖对准砂轮外圆，后角保持不变，刀尖移向砂轮，磨出刀尖圆弧。圆弧R应小于P/8。如R太大使车削的三角形螺纹底径太宽，造成螺纹环规通端旋不进，而止规旋进，使螺纹不合格。最后用油石研磨前、后刀面。
a粗磨车刀
b精磨车刀
图1车刀角度 内、外三角螺纹车刀安装和对刀方法：
⒈内三角螺纹车刀安装：要装刀时，必须严格按样板找正刀尖角，否则车削后会出现倒牙现象。刀装好后，应在孔内摇动床鞍终点检查是否碰撞。
⒉外三角螺纹车刀安装：
⑴装夹车刀时，刀尖位置一般应对准工件中心（可根据尾座顶尖高度检查）； ⑵车刀刀尖角的对称中心线必须与工件轴线垂直，装刀时可用样板来对刀。 ⑶刀头伸出不要过长，一般为20～25mm。 车螺纹时的切削用量选择：
⑴走刀量已由螺距所决定，主要是选择切削速度和切削深度；
⑵根据加工要求：粗车主要是去除余量，用量可较大；精车应保证要求的精度和粗糙度，用量宜小；
⑶根据加工状况：车外螺纹，刀杆短而粗，刚性好、强度大，用量可较大；车内螺纹，刀杆伸入工件孔内，刚性和强度均较差，用量宜小；车细长轴上螺纹，刚性差，用量小；车螺距大的螺纹，进给相对行程大，用量宜小；
⑷ 根据工件材料：脆性材料，如铸铁，含杂质、气孔多，于切削不利。过高的切削速度会加剧刀具磨损；过大的切削深度，易使螺纹牙尖爆裂；塑性材料，如钢，用量可大些，但要防止扎刀现象出现；
⑸根据进刀方式：直进切削法，切削横截面积大，车刀受力、受热较严重，宜用小用量；左右切削法，切削横截面积小，车刀受力、受热有所改善，用量可大些。 车三角螺纹的方法：
⒈低速车削三角螺纹：用这种方法车削三角螺纹，能获得较高的螺纹精度和较低的表面粗糙度值但这种车削方法生产效率较低，成批车削时不宜采用，适合于单件或特殊规格的螺纹采用。
⒉高速车削三角螺纹：用高速车削三角螺纹，生产效率较高，螺纹表面粗糙度值也较小，是目前在机械制造业中被广泛采用的方法。 三角螺纹的测量方法：
⒈单项测量外三角螺纹：
⑴螺距的测量——螺距一般可用钢直尺或螺距规进行测量；
⑵大径的测量——螺纹的大径有较大的公差，一般可用游标卡尺或外径千分尺来测量； ⑶中径的测量：1）螺纹千分尺测量外螺纹中径．螺纹干分尺的结构和使用与一般干分尺相同，只足测砧和测微螺杆上均有孔．孔内可装置测量头。在测量时，两个跟螺纹牙型角相同的测头正好卡在螺纹的牙侧上，所得千分尺读数就为其中径实际尺寸；2）三针法测量外螺纹中径。三针法是常用的精密测量外螺纹中径的方法之一，它是一种间接的接触式测量。由于工具简单，测量方便而且测量精度很高，因此被广泛应用。适用于测量精度较高的三角形、螺纹的中径。测量时，按照被测螺纹的螺距和牙型角来选取一套等直径、高精度的量针．放入螺纹相对应的螺旋槽内。然后用外径干分尺或其它相应的计量器具测量出值，再经计算可间接求得被测螺纹的中径。（如图2）
量针测量距可按下式计算：d2dD(11sina2)Pacot 22式中：—量针测量(mm) d2—距螺纹中径(mm) dD—量针直径(mm) a—螺纹牙型角(mm) P—螺距(mm) 如果三针测量用的最小量针直径，不能沉没在齿谷中无法测量(如图9—3a)；最佳量针直径应使量针跟螺纹中径处相（如图3b）；最大量针直径不能搁在项上与测量齿面脱离，使测量值不正确(如图3c)；量针直径dD可按下式计算：dDPa2cos2；
为了测量方便，对于较小螺纹的三针测量可用（图4）所示的方法：把三针分别装嵌在两端有塑料（或皮革）可浮动的夹板中．再用千分尺进行测量。对于螺距较大的工件，三针测量时，干分尺的测量杆不能同时跨位两根量针，这时可用公法线干分尺测量。
图2三针测量螺纹中径
图3量针直径选用
图4固定量针的夹板和测量方法
3）单针法测量外螺纹中径。螺纹中径和测量除三针测量法外，还有单针测量法，（如图9—5）。它的特点是只需要使用一根量测量时比较简便。
其计算公式如下：式中：
A——单针测量值(mm)
针，Md0 2d0——螺纹大径的实际尺寸(mm) M——三针测量时量针测量距(mm) ⒉单项测量内三角螺纹：⑴在万能测长仪上测量内螺纹螺距：1）用电眼装置测量；2）用专用附件测量：在万能测长仪上安装（如图6）所示的专用附件，可进行内螺纹螺距的测量；⑵在万能工具显微镜上测量内螺纹螺距；⑶在三坐标测量仪上测量内螺纹螺距；⑷用浇铸印模法测量内螺纹螺距。
图6专用附件测量内螺纹的螺距
⒊内螺纹中径的测最：⑴用内螺纹干分尺测量中径时，根据被测内螺纹螺距的大小，选择合适的测量头(棱形或圆锥形)，装在内径千分尺两端进行测量(如图7)。这种方法适用测量大直径的内螺纹中径。由于受到被测螺纹牙型角误差、螺距误差以及干分尺测头角误差等因素的影响，测量精度不高。因此通常使用于加工过程中的工序间测量。
图7内螺纹千分尺
⑵用带有球头的千分尺测量中径时，球头螺纹干分尺和一般外径千分尺的差别，是在固定测砧上多装上一个可换的球形测头．（如图8a）所示的方法。测量出X值以及值M，可间接求得内螺纹中径D2为了测量比较小的内螺纹中泾，还可采用特殊的结构方式．（如图8b）所示
a带球头的千分尺测量中径 b特殊的千分尺测量中径
图8 千分尺测量内螺纹中径
从(图9)中可以看出，过测量X和M值以后，可按照下式求出内螺纹中径。
dkD2M(X1X2)221P1 2sin4tan22 P——螺距(mm)； 2——牙型半角(°)； dk——千分尺球头直径(mm)；X1，X2——分别为螺纹轴线两侧测得的X值(mm)；
当 ＝60°的普通螺纹时，D2M(X1X2)dk0.866025P ； 当＝55°时，则D2M(X1X2)1.1657dk0.96049P ；
采用上述方法测量时．应在两个互成90°的方向分别测量．然后取其算术平均值，作为被测内螺纹中径的测量结果。
图9带球头千分尺测量中径的原理
⑶用内螺纹中径比较仪测量中径时，（如图10）是一般内螺纹中径比较仪的示意图。测量头是螺纹塞规的局部断面，而且从中剖开，—半是固定的，一半是活动的，它能随被测内螺纹的中径大小而胀缩，并通过机械传动与测微指示器相接触。使用时，测量头的螺距根据被测内螺纹的螺距来调换，并通过已知螺纹中径的螺纹环规对指示器进行调零．然后再得到被测内螺纹中径的误差。
⒋综合测量:螺纹的综合测量在实际生产中是指用螺纹环规（测量外三角形螺纹）和塞规（测量内三角形螺纹）。螺纹的环规与塞规分通规和止规，在测量时通规要全部拧进去，而止规拧不进去，说明螺纹精度符合要求，若通规拧不进，止规拧进，或通规与止规同时拧进，则螺纹不符合要求。 车三角形螺纹产生废品原因分析及预防：
⒈尺寸不正确：
产生的原因：⑴车螺纹前大径（外螺纹）或小径（内螺纹）不对；⑵螺纹有毛刺，造成增大或缩小的假象；⑶螺纹车刀装夹时偏斜使牙型偏歪，影响尺寸；⑷在车削过程中，车刀刀尖磨损。
预防措施：⑴车削前计算好大径与小径尺寸，并按计算尺寸车削；⑵测量前去除毛刺；⑶采用正确的装夹方法，用螺纹角度样板对车刀装夹；⑷经常检查车刀，发现磨损及时修磨。 ⒉螺距不正确：
产生原因：⑴螺距计算测量错误； ⑵程序输入错误；⑶机床编码器有故障；⑷滚珠丝杠螺母镶条松动，导致床鞍移动时出现窜动。
预防措施：⑴认真核算交换齿轮并检查搭配情况和先试车出一条很浅的螺线检查螺距；⑵检查手柄位置是否与螺距相符；⑶及时调节好窜动量；⑷调节好镶条，必要时在手柄上挂重物。
⒊牙型不正确：
产生原因：⑴车刀刀尖角刃磨不正确； ⑵车刀装夹不正确，产生半角误差；⑶车刀磨。 预防措施：⑴正确刃磨并用螺纹角度样板仔细校对；⑵ 正确装夹；⑶合理选用切削用量、切削液和、及时修磨车刀。
⒋螺纹表面粗糙度值大：
产生原因：⑴车刀切削部分表面粗糙度值大，不符合图样要求；⑵车刀两侧后角未按刃磨前计算的直径值增、减磨出；⑶切削用量选择不当；⑷切削流出方向不对；⑸产生积屑瘤拉毛螺纹侧面；⑹刀柄刚性不够，产生振动；⑺车床刚性差，精度低，如主轴间隙大，运动中产生振动。
预防措施：⑴车刀切削部分的表面粗糙度值应比加工表面低2~3级；⑵两侧后角严格按值增、减磨出；⑶切削速度不可太大，背吃刀量应小于0.06mm；⑷避开使用产生积屑瘤的切削速度范围；⑸选用刚性较好的刀柄，装刀时刀柄不宜伸出过长；⑹调整好间隙，减少切削用量。
⒌扎刀和顶弯工件：
产生原因：⑴车刀径向前角Rp太大；⑵刀柄刚度低或刀柄伸出过长；⑶刀尖低于工件中心过大，切削部分与螺纹表面接触面积大或进给量不均匀； ⑷工件刚性差，而切削用量又选得过大。
预防措施：⑴减小Rp，调整中滑板丝杠螺母间隙； ⑵选用刚度好的刀柄，装刀时，刀柄伸出长度要恰当；⑶尽量使刀尖通过工件中心，调整好丝杠螺母间隙；⑷减小切削用量或采用左右切削法。
（九）车螺纹时的安全技术：
⒈不能用手去摸螺纹表面（特别是直径小的内螺纹），否则会把手指旋入螺孔内而造成事故。
2.用锉刀外螺纹时，严禁手套操作，两只手中也不能拿废纱头，否则会使纱头卷入工件，把手指也一起卷进而造成严重事故。
（二）分配任务
将全班按每组3—5人分成若干组，每组指定一名组长，采取组长负责制，每组分配使用一台数控车床。要求学生对照讲课的要求，在组长的监督下独立完成外三角螺纹和内三角螺纹的配合加工。并且完成程序的编制、录入和编辑；对刀；自动加工；尺寸测量；误差修正；验配等。不要求学生死记硬背黑板上的教条，只要求学生能正确理解其方法即可，能独立完成三角螺纹配合的加工。
三、巡回指导
1．对与个别的差生，要单独进行指导，随时纠正其错误的操作。
2．对普遍存在的问题采取集中指导的方法，即把部分同学或全体同学集合起来，根据出现的问题加以纠正，然后再由教师反复演示或者再次集中讲解重要问题（可以采用学生提出加工时出现的各种问题，引导学生经过分析得出正确结论）。这样可使学生能进一步理解。
四、课题考核要求与考核方法
1．考核要求：
要求学生在规定时间内，完成一套螺距是1.5~3.5内外三角螺纹配合零件的加工，配合要求符合配合精度7H/6g。
2．考核方法：
每一位同学都要到数控车床完成程序的编制、录入和编辑；对刀；自动加工；尺寸测量；误差修正；验配。指导教师在每个学生测试完成后，应有针对性地进行小结。这样以很直观和亲历的形式，刺激学生使他能够很快的掌握配合加工的知识，并能在实践中灵活应用。
五、结束指导
1．本课题实习操作训练总结：
2．总结课堂纪律情况：
3．总结文明生产和安全操作情况：
4．清扫机床卫生，整理工、量、夹具，搞好教室卫生
后记：
1．讲授方法和内容的体会与心得：
2．学生的学习情况及效果：
3．缺点与不足：
4．改进方法与措施：
