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出版社: 清华大学出版社; 第3版 (2010年7月1日)

丛书名: 清华大学基础工业训练系列教材·普通高等教育“十一五”国家级规划教材·普通高等教育北京市精品教材

平装: 272页正文语种: 简体中文

开本: 16

ISBN: 9787302225454, 7302225451

条形码: 9787302225454

商品尺寸: 25.8 x 18.2 x 1.4 cm

商品重量: 399 g

ASIN: B003XT6NOM

内容简介

《机械制造工艺基础(第3版)》是按照教育部颁布的课程教学基本要求和重点院校课程改革指南的精神编写的。这次作为国家“十一五”规划教材和北京市精品教材予以修订，将出版以来课程改革中的理念和教学经验融入其中，在内容和体系方面均有新的突破和创新。

《机械制造工艺基础(第3版)》共12章，主要内容有：切削加工工艺基础、特种加工工艺基础、特型表面的加工、常见表面加工方案选择、数控加工技术、零件表面处理技术、其他新技术新工艺、零件的结构工艺性、零件的制造工艺过程、微细加工与集成电路制造、装配自动化、新世纪的生产系统与环境保护等。它是多年来生产与科研实践的结品，是长期教学经验的积淀。《机械制造工艺基础(第3版)》条理清楚，逻辑分明，实例较多，图文并茂，内容翔实得当。

《机械制造工艺基础(第3版)》是高等工科院校机械制造冷加工部分的课程教材，也可供电视大学、职工大学、函授大学选用，或作为工程技术人员和技术工人的参考书。

前言

本书是根据2009年教育部工程材料及机械制造基础课程教学指导组起草并组织专家审查通过的《工程材料及机械制造基础课程教学基本要求》编写的。它既是全国高等教育教材建设专业委员会的重点课题“机械加工工艺基础教材改革研究”和北京市教委教育教学改革跨校重点项目“金工课程改革研究与实践”成果的体现，也是北京市“十五”重点精品教材立项成果的体现。该教材于1998年首次出版，以其为主教材的立体教材于2001年获得北京市教学成果二等奖；根据工程技术综合化的倾向，第2版增加了第10章微细加工与集成电路制造，同时在第9章零件的制造工艺过程中突出了“工件的安装”和“六点定位原理”。修订后的第2版于2004年出版，于2006年获得北京市精品教材称号，于2008年获得清华大学优秀教材一等奖。本次修订则是作为国家级“十一五”规划教材立项进行的。

从我国制造业的发展脉络看，我国历来十分重视设计技术，尤其在仿真技术和数字化设计技术出现后更为突出。实事求是地说，重视设计技术是实现制造现代化所必需的。创新思维的体现，首先在于设计。但使我们忧虑的是，我国长期忽略了制造工艺技术，忽略了工艺技术在制造业中的重要性，忽略了工艺技术对实现我国从制造大国向制造强国转化中的关键作用，对工艺技术的研究与发展缺乏长远的政策性导向。几乎与此同时，我国的高校削弱了工艺课程和工艺研究，职业技术学校削弱了工艺实践，企业削弱了工艺教育和工艺培训。这使企业有相当数量的先进工艺装备不仅没有发挥出应有的潜力，有的连基本功能都难以尽其所用，而由此产生的设备功能性浪费是十分惊人的。更有甚者，在20世纪90年代中期，居然出现一股要取消工艺理论课程的强劲思潮。所幸的是，这股思潮最终逐渐销声匿迹。长期轻视工艺技术的结果，必然导致我国的综合工艺教育、综合工艺水平和核心工艺技术落后于世界发达国家，并延误我国由制造大国向制造强国过渡的时间。

在作者40年的教学与科研生涯中，在设计和工艺两个技术层面，共主持研制成功数控旋转电加工机床、汽车离合器超速试验机、多功能木材力学试验机、局域网络条件下的数控线切割二维创新设计与制作系统、12工位数控激光淬火机床、数控旋转超声波加工机床、游泳训练水上牵引系统、体质智能化测试系统等8台、套先进的设备和系统，深切体会到工艺技术在实现创新设计中所起的十分重要的作用。从课题立项和组织队伍开始，自己动手设计和操作机床加工，到生产现场监管重要零件的工艺过程，参加装配调试，直到最后验收与鉴定，反复经历着一种高水平设备或系统从立项到成功的完整过程，深刻体会到在创新产品研制的成功道路上，设计与工艺所处的同等重要地位和彼此之间的巨大关联性。

为什么我国有难以计数的科研成果很难转化为符合市场需求的产品？其主要原因之一仍然是工艺技术不成熟，很多工艺细节问题没有得到解决。因此，工艺技术确实是制造领域中的关键技术和核心技术。作者主持研制成功的小直径聚晶金刚石麻花钻头和颅内血肿排空器中的超细长不锈钢功能螺杆，如果事先没有研制出相应的先进工艺装备，其优良的设计只能停留在图纸阶段。因此，没有过硬的工艺技术，我国研制的设备和国外相比，几乎不可能解决形似而神不似的尴尬局面。因此，要高速发展我国的机械制造业，在重视设计、材料和管理的同时，必须重视和发展工艺教育，制订科学合理的工艺政策，倡导一流人才投身于工艺技术的研究与开发。在发展创新设计的同时，积极创新工艺技术。

第3版前言机械制造工艺基础（第3版）制造中的工艺究竟是什么？有人认为它是生产过程中一个离散的、经验的、水平不高的，甚至不屑一顾、不值一谈的工作层面。作者认为，这种看法有失偏颇。即使从表面看，制造工艺是利用现有的或需要发展的各种工艺条件，将材料或毛坯转化为符合图纸要求的合格零件的过程，是产品质量保证的关键环节。即便就此来说，也很值得深究，因为这个转化过程并不是人们想像的那么简单。如果从本质看，制造工艺则是生产过程中最活跃的关键因素，是通过人这一决定性要素，系统地处理机床、工件、夹具、刀具、切削运动和切削参数之间的复杂矛盾运动，是在复杂加工条件的诸要素中寻求优化解的过程，是提供解决不确定性问题基本思路和方法的一种有效途径。事实上，我们面对的工艺问题，几乎都是系统的、综合的，几乎没有简单的问题。因此，学习工艺理论和工艺知识，参加工艺实践，不仅可使学生深入了解机械制造的工艺知识和工艺流程，领悟解决复杂性和不确定性问题的思维方法，还是发展创造性思维的重要途径，而且为学生日后成功地实施创造性设计奠定丰厚的基础条件。

“机械制造工艺基础”或“制造工程基础”是我国高等理工科院校中贯彻和落实工艺教育的一门重要的技术基础课程。为配合该课程的开设，本教材从1998年第1版开始，就在教材内容和体系上进行了重大改革，使我国高等学校的制造工艺教材，从长期以来的几乎以机械切削加工为唯一核心内容的工艺基础，首次拓展为以切削加工和特种加工两方面为核心内容的工艺基础；力图从系统论的角度，将工艺人才、工艺技术、工艺环境、工艺管理和工艺教育紧密结合；希望从认识论的高度来把握各章节间的内部逻辑联系，使学生对工艺的理解变得更为容易，学习变得更为主动。

在现阶段，数控加工技术已经成为先进制造技术中的基础性技术。但从切削加工的终端本质看，数控加工技术仍然属于刀具切削、砂轮磨削这类常规加工技术，仍然属于机械切削加工。它之所以先进，主要是基于计算机网络和计算机信息技术基础上的工艺过程自动控制。这样不仅减少了加工过程中的人工干预，而且减少了加工中工件的反复安装、换刀、测量等中间过程。其加工效率和加工稳定性的双重优势就凸显出来。然而，只有特种加工（如放电加工、激光加工、超声波加工、水射流加工、快速原型制造等），由于其加工机理（属于非常规加工）的根本性改变，才是具有真正意义上的另一类重要工艺基础。

第1、2版教材，先后经过12年的使用，再经第3版修订工作的完成，无论从内容和体系看，将更加趋于成熟与完善。但从发展的眼光看，任何一本精品教材，其本身就是一件永无止境的工作。它必须随着工艺领域科学技术的发展而发展，必须随着教育教学改革的进展和人才培养的动态需求而向前演化。

作为第3版，侧重从以下三个方面进行修改和充实：

(1) 第5章数控加工技术中增加了在实践教学中独立摸索出来的“离散化数控制造系统”内容；

(2) 删除了胶结技术一节，以避免与材料成形工艺部分的内容重复；

(3) 增加第11章“装配自动化”，使制造工艺技术更具先进性和完整性。这样，原教材中的第11章，就调整为第12章。

修订后的第3版教材，仍然继承和发展以下主要特色：

(1) 从21世纪培养具有高素质、复合型和创造性的人才需要出发，不仅注重学生独立获取知识能力的培养，而且注重综合素质和创新思维的培养。

(2) 对常规工艺方法精心取舍，比较系统地进行分析与归纳，力求从中提炼出工艺规律，使学生更易于学习与掌握。

(3) 注重吸收本学科新材料、新技术、新工艺、制造系统，以及有关学科的前沿知识，大幅度地更新教材内容，在继承的基础上建立起新的教材体系。

(4) 力求正确处理与本教材密切相关的实习、实验和课堂讲课之间的关系，尽可能做到有机结合与避免机械重复。

(5) 教材中的名词术语采用国家最新标准，文字简练，插图丰富，图文并茂。

(6) 本教材吸收了作者长期教学和科研工作中所取得的一系列成果。

在采用本教材授课的过程中，逐步积累了下列行之有效的教学方法。

(1) 对于教师，在认真备课、讲课的基础上，需要做好下列几项工作。

① 认真批改作业，并对作业中比较有代表性或典型的问题进行讲评；

② 以小组方式，安排综合性的工艺讨论课，给学生留有个人独立探究与团队合作的思维碰撞空间；

③ 从工艺装备和工艺技术的历史发展，以及从任课教师的科研工作中提炼出一批典型的创新案例，激发和培养学生的创新思维；

④ 对于布置自学的内容，必须安排检查环节，避免自学流于形式；

⑤ 安排答疑时间，及时解决课堂和作业中的其他问题；

⑥ 关注留学生的学习情况，及时安排答疑甚至补课等。

(2) 对于学生，在学习本课程时，强调完成两个转化和一个独立。

① 角色转化：由学生转化为现场工艺师。学生学习知识时，成绩有优、良、中、差之分，作业错了可以重来；作为现场工艺师，却只有成功与失败之分，如果错了，一定会造成损失。因此，在工作中必须体现出强烈的责任感。

② 空间转化：由图纸上的平面二维尺寸转化为空间的三维实际尺寸，以便选择所需要的机床设备和工装和卡具。

③ 独立完成作业（允许讨论和答疑）.

在本教材的编写中，傅水根为主编、张学政和马二恩为副主编，北京工业大学王永波为主审。参加本教材编写工作的教师有：清华大学张学政（第1、4章、第7.1节）、傅水根（第2、5、7章、第9.1节、第10、12章）、马二恩（第3章、第9.2、9.3节）、李生录（第6章、第7.2节）、洪亮（第8章）、卢达溶（第9.4节），北京工业大学刘德忠（第11章）。刘宣玮、裴文中、钟淑苹等绘制全书插图。

本教材在编写和修订过程中，得到全国高等教育教材建设专业委员会和北京市教委的大力支持，同时吸取了本校和兄弟院校专家、教授的宝贵意见，在此表示由衷的感谢。

由于编者水平有限，恳请读者对书中存在的错误和缺点批评指正。

傅水根2010年5月

目录

目录1 切削加工工艺基础1

1.1 切削加工概述1

1.1.1 切削加工的分类、特点、作用和发展方向1

1.1.2 零件的种类及组成3

1.1.3 机床的切削运动5

1.1.4 切削加工的阶段7

1.2 刀具与刀具切削过程9

1.2.1 刀具9

1.2.2 刀具切削过程15

1.2.3 刀具切削过程中的物理现象16

1.3 磨具与磨削过程19

1.3.1 磨具19

1.3.2 磨削过程21

1.4 普通刀具切削加工方法综述22

1.4.1 车削加工22

1.4.2 钻削加工25

1.4.3 镗削加工28

1.4.4 铣削加工29

1.4.5 刨削加工31

1.4.6 插削加工32

1.4.7 拉削加工33

1.5 磨削加工方法综述35

1.5.1 普通磨削35

1.5.2 无心磨削37

1.5.3 高效磨削38

1.5.4 砂带磨削40目录机械制造工艺基础（第3版） 1.6 精密加工方法综述40

1.6.1 刮削41

1.6.2 宽刀细刨41

1.6.3 研磨41

1.6.4 珩磨43

1.6.5 低粗糙度磨削44

1.6.6 超精加工44

1.6.7 抛光45

1.7 加工精度和表面质量46

1.7.1 加工精度46

1.7.2 表面质量47

复习思考题48

本章主要参考文献49

本章推荐选用教学电视片492 特种加工工艺基础50

2.1 特种加工概述50

2.2 电火花加工52

2.2.1 电火花加工的原理与特点52

2.2.2 电火花加工的基本工艺规律54

2.2.3 电火花加工的应用范围57

2.3 电解加工63

2.3.1 电解加工的原理与特点63

2.3.2 电解加工的基本工艺规律64

2.3.3 电解加工的应用范围66

2.4 超声波加工67

2.4.1 超声波加工的原理与特点68

2.4.2 超声波加工的基本工艺规律68

2.4.3 超声波加工的应用范围69

2.5 激光加工71

2.5.1 激光加工的原理与特点71

2.5.2 激光加工的应用范围72

2.6 电子束和离子束加工73

2.6.1 电子束加工73

2.6.2 离子束加工74

2.7 复合加工76

复习思考题78

本章主要参考文献78

本章推荐选用教学电视片783 特型表面的加工79

3.1 螺纹加工79

3.1.1 概述79

3.1.2 车螺纹82

3.1.3 铣螺纹89

3.1.4 攻螺纹和套螺纹90

3.1.5 磨螺纹91

3.1.6 滚压螺纹91

3.1.7 电火花加工螺纹92

3.2 齿形加工93

3.2.1 概述93

3.2.2 圆柱齿轮精度简介96

3.2.3 铣齿97

3.2.4 插齿和滚齿99

3.2.5 齿形精加工103

3.3 成形面加工106

3.3.1 概述106

3.3.2 成形面的加工方法106

复习思考题110

本章主要参考文献110

本章推荐选用教学电视片1104 常见表面加工方案选择111

4.1 常见表面的加工方案111

4.1.1 外圆加工方案111

4.1.2 内圆加工方案113

4.1.3 锥面加工方案113

4.1.4 平面加工方案115

4.1.5 螺纹加工方案115

4.1.6 齿形加工方案117

4.2 选择表面加工方案的依据118

4.3 表面加工方案选用实例123

复习思考题129

本章主要参考文献129

本章推荐选用教学电视片1295 数控加工技术130

5.1 成组技术130

5.2 数控加工技术133

5.2.1 概述133

5.2.2 数控机床加工134

5.2.3 离散化数控制造系统138

5.2.4 柔性制造单元和柔性制造系统139

5.2.5 计算机集成制造系统141

5.2.6 智能制造技术与智能制造系统143

复习思考题144

本章主要参考文献144

本章推荐选用教学电视片1446 零件表面处理技术145

6.1 概述145

6.2 表面强化处理146

6.2.1 表面机械强化146

6.2.2 表面电火花强化148

6.2.3 表面激光强化149

6.3 表面电镀与氧化处理151

6.3.1 电镀151

6.3.2 表面氧化处理153

复习思考题155

本章主要参考文献155

本章推荐选用教学电教片1557 其他新技术新工艺156

7.1 直接成形技术156

7.2 少无切削加工159

7.3 水射流切割技术160

7.4 快速激光原型制造技术163

7.4.1 快速激光原型制造技术的基本原理163

7.4.2 快速激光原型制造的技术后盾164

7.4.3 快速激光原型制造技术的特点和应用165

7.5 精密加工和超精密加工技术166

7.5.1 精密加工和超精密加工概念166

7.5.2 精密加工和超精密加工方法166

复习思考题169

本章主要参考文献169

本章推荐选用教学电视片1698 零件的结构工艺性170

8.1 零件结构工艺性概念170

8.2 零件结构的切削加工工艺性171

8.3 零件结构的装配工艺性171

复习思考题185

本章主要参考文献185

本章推荐选用教学电教片185目录机械制造工艺基础（第3版）9 零件的制造工艺过程186

9.1 零件加工工艺的基本知识186

9.1.1 工艺过程的有关概念186

9.1.2 工件的安装188

9.1.3 六点定位原理190

9.1.4 基准192

9.1.5 定位基准的选择原则193

9.2 零件加工工艺的制定194

9.2.1 制定零件加工工艺的内容和要求194

9.2.2 制定零件加工工艺的步骤195

9.3 典型零件加工工艺过程197

9.3.1 轴类零件的加工过程197

9.3.2 盘套类零件的加工过程201

9.3.3 支架箱体类零件的加工过程204

9.3.4 切削加工与特种加工综合工艺例题206

9.4 工艺设计及工艺管理中的技术经济分析208

9.4.1 机械零件加工工艺成本208

9.4.2 降低工艺成本的途径210

9.4.3 加强工艺管理215

复习思考题216

本章主要参考文献217

本章推荐选用的教学电视片21710 微细加工与集成电路制造218

10.1 微细加工技术218

10.1.1 微细加工218

10.1.2 纳米技术220

10.2 硅片的制备221

10.3 集成电路制造223

10.3.1 集成电路制造工艺概述223

10.3.2 基本的制造工艺技术223

复习思考题230

本章主要参考文献23011 装配自动化231

11.1 绪论231

11.1.1 装配工艺的发展231

11.1.2 装配的任务及装配方法的选择232

11.1.3 装配工艺过程的确定234

11.2 给料系统236

11.2.1 给料系统的作用与组成236

11.2.2 零件储仓238

11.2.3 零件自动定向装置239

11.2.4 配料241

11.3 装配连接方法242

11.4 装配机器人248

11.4.1 概述248

11.4.2 装配机器人的结构形式249

11.4.3 装配机器人的控制254

11.5 汽车的自动化装配256

11.5.1 发动机装配256

11.5.2 整车装配258

11.5.3 车轮的自动化装配260

复习思考题261

本章主要参考文献26112 新世纪的生产系统与环境保护262

12.1 新世纪的生产系统262

12.1.1 并行工程263

12.1.2 精良生产265

12.1.3 敏捷制造266

12.2 环境保护267

12.2.1 全球性的环境问题268

12.2.2 机械工业的环境污染问题269

12.2.3 哥本哈根世界气候大会简介270

12.2.4 认真宣传和推行ISO 14000系列环境管理国际标准271

复习思考题272

本章主要参考文献272

部分章节

3 特型表面的加工导 学螺纹、齿形和成形面等特型表面的几何形状与结构比外圆、内圆、锥面和平面等基本表面复杂。正因为如此，加工特型表面所采用的机床和切削运动也相应复杂，特型表面的使用功能和精度要求与基本表面相比亦存在较大差异。以齿形加工为例，无论插齿还是滚齿，形成渐开线齿形的切削运动远比加工基本表面复杂；齿形加工精度所涉及的因素也远比基本表面多。此外，在渐开线齿形的展成加工中，除了本章介绍的直齿轮、螺旋齿齿轮和蜗轮外，还有直齿锥齿轮、弧齿锥齿轮和螺旋锥齿轮等的加工。加工这几种锥齿轮，所采用的机床和切削运动又有所不同。要进一步了解这些，就需要参考有关的专业书籍。掌握了本章的基本内容，对其他类似的甚至更复杂的特型面的加工就不会感到陌生了。更寄希望于学生能够举一反三，灵活运用学过的成形原理甚至构思新的成形原理，创造性地设计制造出新一代的工艺装备，高效高精度地加工出所需要的特型表面，以满足现代制造业发展的需要，这也正是我们所企盼的。3.1 螺 纹 加 工3.1.1 概述1. 螺纹的种类与用途 在机械零件中，螺纹的种类很多，应用广泛。常见的螺纹种类、螺距及主要用途见表3-1. 表3-1 常用螺纹的种类、螺距及主要用途螺 纹 种 类牙 型螺 距 ?P?主 要 用 途三角螺纹米制螺纹(M)(又称普通螺纹)细牙螺纹在标记中直接标出?P?；粗牙螺纹不标?P?，可查表。单位为mm主要用于连接件和紧固件，亦常作调节之用英制螺纹标记中只标出公称直径(in)，可查出每英寸牙数?n. P=1n?(in)=25.4?n?(mm)主要用于英制设备的修配续表螺 纹 种 类牙 型螺 距 ?P?主 要 用 途梯形螺纹(Tr)标记中直接标出?P?，单位为mm主要用于传动件，如机床的丝杠方牙螺纹标记中直接标出?P?，单位为mm用于支承重量的传动件，如千斤顶、压力机的丝杠模数螺纹(即蜗杆)标记中直接标出模数?m?. ?P?=π?m?(mm)用于蜗轮蜗杆传动3特型表面的加工机械制造工艺基础（第3版）2. 螺纹的基本概念和基本要素螺纹的螺旋线可以看作是用直角三角形ABC围绕圆柱体d?2旋转一周，斜边AC在圆柱表面上所形成的曲线，如图3-1所示。图中的ψ为螺纹升角，又称螺旋升角，是在中径圆柱d?2上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角；β为螺旋角，是螺旋线的切线与螺纹轴线方向的夹角，β与ψ互为余角；L为导程，是同一条螺旋线绕中径圆柱d?2一周在轴线方向的距离。图3-1 螺旋线的形成及其参数螺纹由牙型(牙型角α和牙型半角α/2)、中径D?2(d?2)、螺距P(多线螺纹为导程L)、线数n和旋向五个要素所组成，如图3-2所示。图3-2 螺纹五要素螺纹牙型 螺纹牙型是指在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹的轮廓形状。牙型角α应对称于轴线的垂线，即两个牙型半角α/2必须相等，而配合的松紧程度，则由公差控制。中径D?2(d?2) 中径是螺纹的牙厚与牙间相等处的圆柱直径，也是螺纹升角所在的直径。中径是螺纹的配合尺寸，相配合的内、外螺纹，其中径尺寸必须相等，而配合的松紧程度，则由公差控制。螺距P 螺距是相邻两牙对应点的轴向距离。线数n 线数是螺纹螺旋线的条数。线数分为单线、双线和多线。联接螺纹一般用单线；多线螺纹传动平稳，轴向移动速度快，主要用于快进、快退机构或蜗轮蜗杆传动机构中。对于单线(n=1)螺纹，导程与螺距相等(L=P)，习惯上只称螺距而不提导程。对于多线(n≥2)螺纹，导程与螺距的关系为L=nP. 旋向 螺纹有右旋和左旋之分。螺旋线向右上升的螺纹(即顺时针旋入的螺纹)称为右旋螺纹；反之则为左旋螺纹。多数情况用右旋螺纹，只有在某些特殊部位(如自行车左脚蹬的联接螺纹)才用左旋螺纹。3. 螺纹的公差等级及标记根据GB 197-81普通螺纹公差与配合规定，普通螺纹的中径和顶径的尺寸公差等级常用的为4, 5, 6, 7, 8, 9级。一般说来，6, 7级为中等精度，4, 5级精度较高，8, 9级精度较低。螺纹公差的位置由基本偏差确定，对内螺纹规定G和H两种位置，对外螺纹规定了e,f,g和h四种位置。H和h的基本偏差为零，G的基本偏差为正值，e,f,g的基本偏差为负值。普通螺纹和梯形螺纹的标记如下： 普通螺纹： 梯形螺纹： 3.1.2 车螺纹车削螺纹是在卧式车床上用螺纹车刀进行加工的一种方法。车螺纹时，保证螺纹的五个要素的具体方法如下： 1. 保证牙型为了获得正确的牙型，需要正确地刃磨车刀和安装车刀。正确刃磨车刀包括两方面内容： 一是使车刀的刀尖角ε??r?等于牙型角α，并使车刀切削部分的形状与螺纹牙槽形状一致，如图3-3所示。二是使车刀的前角γ??p?=0?. ?(图3-4)。若前角γ??p?≠0?. ?，正确牙型只反映在AM剖面上，而在通过螺纹轴线OA剖面上的牙型并不正确。但前角γ??p?=0?. ?时，切削性能较差，通常先用γ??p?为5?. ?～15?. ?的车刀粗车，再用γ??p?=0?. ?的车刀精车。精度要求不高的螺纹可采用较小前角的车刀一次车削完成。图3-3 几种常见的螺纹车刀图3-4 车刀前角对牙型的影响正确安装车刀也应包括两方面内容： 第一，车刀的刀尖必须与螺纹轴线等高。若刀尖高于或低于螺纹轴线，则在通过OA轴线的剖面上都不会得到正确的牙型，它们只能分别反映在BN和CN截面上，如图3-5所示。第二，确保刀尖的角平分线垂直于螺纹轴线，否则不能保证通过轴线OA剖面上螺纹的两个牙型半角α/2相等。为此，装刀时必须用对刀样板对刀(图3-6). 大升角螺纹车刀后角的修整 方牙螺纹、梯形螺纹、模数螺纹以及多线螺纹，一般螺纹升角ψ较大，需要修整车刀两侧刃后角。以方牙螺纹为例，若车刀两侧刃后?角?相?等，?均?为?3?. ～5. ?图3-5 车刀安装高低对牙型的影响图3-6 内、外螺纹车刀的对刀方法(图3-7)，则车削右旋螺纹时左侧刃的实际后角α′??oe?变小，右侧刃实际后角α" ??oe?变大，从而使车刀左侧后刀面与牙槽摩擦加大，不但易产生振动，难以切削，而且影响表面粗糙度。为此一般将车刀左侧刃后角加大到(?3. ～5. ?)+ψ，而将右侧刃后角减小到1?. ～2. ?，这样切削时两侧刃的实际后角α′??oe?与α" ??oe?均为合适(图3-8). 图3-7 两侧刃后角相等的车刀车削右旋方牙螺纹图3-8 两侧刃后角不等的车刀车削右旋方牙螺纹大螺距螺纹牙型的车削 大螺距的螺纹牙槽截面一般较大，常用三把刀车削。一把用于粗车，形成牙槽；另用两把前角γ??o?为5?. ～15. ?的精车刀分别精车两侧面，两侧刃后角按前述的要求进行修整(图3-9). 图3-9 大螺距右旋方牙螺纹车削2. 保证螺距P或导程L为了获得准确的螺距，必须保证工件每转一转，车刀准确地移动一个螺距(多线螺纹为一个导程)，因此车床主轴和丝杠之间必须保证一定的传动比。这种传动关系是通过车床主轴至丝杠间的传动系统实现的。图3-10是?C?6136车床由主轴到丝杠之间的齿轮传动路线： 主轴(工件)尾端齿轮m-三星齿轮ab·bc-配换齿轮z?1z?2·z?3z?4-进给箱齿轮z?5z?6·z?7z?8…-丝杠(刀具)。由于m和c的齿轮齿数相同，所以三星轮只改变丝杠的转向，不能改变系统的传动比，即ma·ab·bc=1。因此，车床主轴和丝杠之间的传动比由配换齿轮和进给箱中的传动齿轮来保证。图3-10 ?C6136?车床车螺纹进给系统传动示意图由图3-10可知，车刀移动的距离既要等于丝杠的转速n?丝与丝杠螺距P?丝的乘积，又要等于工件的转速n?工与工件螺距P?工的乘积，即： ??n?丝·P?丝=n?工·P?工(3-1)则n?丝n?工=P?工P?丝(3-2)??由齿轮传动的总传动比i=n?从n?主=全部主动齿轮齿数连乘积全部从动齿轮齿数连乘积??得n?丝n?工=ma·ab·bc·z?1z?2·z?3z?4·z?5z?6·z?7z?8…(3-3)而ma·ab·bc=1?? 由于进给箱中的齿轮齿数的速比z?5z?6·z?7z?8…是一个常数，为讨论问题方便，??假设z?5z?6·z?7z?8…=1则n?丝n?工=z?1×z?3z?2×z?4(3-4)?? 由(3-2)式和(3-4)式可得??z?1×z?3z?2×z?4=P?工P?丝(3-5)?? (3-5)式为无进给箱车床(即假设进给箱中齿轮齿数速比为1)车削螺纹时计算配换齿轮齿数的基本公式。其中P?工和P?丝是已知的，只有当P?工和P?丝的单位相同时，才能直接应用此基本公式。如果单位不同，应予以转换。目前绝大多数的车床是米制的。在米制的车床上车英制螺纹和模数螺纹时，必须进行如下转换： 英制螺纹： 已知每英寸的牙数，则??P?工=1每英寸牙数(?in?)=25.4每英寸牙数(?mm?)=1275×每英寸牙数(?mm?)?? 模数螺纹： 已知模数m(?mm?)，则??P?工=?π?m(?mm?)=87×65×m30×60(?mm?)?? 由(3-5)式可以看出，z?1,z?2,z?3,z?4的解不是唯一的，在具体确定它们的齿数时，还应注意以下两点： 第一，尽量选用车床自备的配换齿轮的齿数。无进给箱车床一般备有23个配换齿轮，其齿数分别为： 20, 25, 30, 35, 40, …, 120及127和87。其中齿数为127和87的齿轮，分别用于车英制螺纹和模数螺纹，因为25.4常用1275代替，?π?常用近似分数87×6530×60等代替。普通车床随型号不同，自备的配换齿轮的个数和齿数也不尽相同。在计算配换齿轮时应注意同一齿数的齿轮只能用一次，不能重复使用。但z?2和z?3可以相等，因为这时实际上只用了三个齿轮，即单式挂轮。第二，若选用四个配换齿轮，即复式挂轮，此时还应满足下列两式的要求(图3-11). 图3-11 复式挂轮搭配规则?z?1+z?2>z?3+15z?3+z?4>z?2+15(3-6)(3-7)? 这是因为主动轴与中间轴之间的距离应大于z?3齿轮的节圆半径R?3,即R?1+R?2>R?3；中间轴与丝杠之间的距离应大于z?2齿轮的节圆半径R?2，即R?3+R?4>R?2。否则，配换齿轮的齿顶将与主动轴或丝杠轴发生干涉，不能实现顺利搭配。因此在求得z?1,z?2,z?3,z?4之后，必须按（3-6）式， (3-7）式进行验算，如果不符合要求，应重新调整或更换，直到满足要求为止。例 在无进给箱的车床上车削如下三种螺纹： ①米制螺纹P?工=0.7??mm?; ②英制螺纹每英寸8牙； ③模数螺纹m=4??mm?. P?丝=6??mm?，试计算配换齿轮。解 ① 米制螺纹P?工=0.7??mm?: ??z?1×z?3z?2×z?4=P?工P?丝=0.76=35×2060×100因为z?1+z?2=35+60=95>20(z?3)+15z?3+z?4=20+100=120>60(z?2)+15??所以，配换齿轮z?1=35, z?2=60, z?3=20, z?4=100,符合要求。② 英制螺纹每英寸8牙： ??z?1×z?3z?2×z?4=P?工P?丝=1275×86=1276×40=20×12760×80因为z?1+z?2=20+60=80≯127(z?3)+15??所以，z?1=20, z?2=60, z?3=127, z?4=80，验算不符合要求。需重新配换z?1×z?3z?2×z?4=1276×40=127×2060×80??因为z?1+z?2=127+60=187>20(z?3)+15z?3+z?4=20+80=100>60(z?2)+15??所以，配换齿轮z?1=127, z?2=60, z?3=20, z?4=80, 符合要求。③ 模数螺纹m=4??mm?:??z?1×z?3z?2×z?4=P?工P?丝=87×65×430×606=87×65×430×60×6=87×6545×60因为z?1+z?2=87+45=132>65(z?3)+15z?3+z?4=65+60=125>45(z?2)+15??所以，配换齿轮z?1=87, z?2=45, z?3=65, z?4=60，符合要求。3. 保证中径D?2(d?2)为了获得准确的中径尺寸，关键是控制车削过程中的总切深?∑a??p?。同种螺纹的螺距不同，总切深?∑?a??p?亦不同。下面是三种常见螺纹总切深∑a??p?的参考值： 米制螺纹： ∑a??p?≈0.6P梯形螺纹： ∑a??p?≈0.5P+z(P=2～4,z=0.25;P=5～12,z=0.5)模数螺纹： ∑a??p?≈2.2m?在车削螺纹的过程中，一般根据总切深?∑a??p??的参考值由横向刻度盘经多次进刀控制，最后用螺纹量规或螺纹百分尺检验。螺纹百分尺是测量螺纹中径的一种精密量具，如图3-12所示。螺纹百分尺的结构和使用方法与外径百分尺相似，只是它的两个测量触头是根据牙型角和螺距的不同而更换的。测量时，两个触头正好卡在螺纹的牙型面上，所测得的尺寸就是螺纹的实际中径。图3-12 螺纹百分尺4. 保证线数n如图3-13所示，多线螺纹的结构有两个特点： ①在轴向剖面内相邻两条螺旋线的轴向距离等于螺距值； ②在横向剖面内，各条螺旋线与横向剖面的交点相距360?. ?n，其中n为线数。图3-13 多线螺纹车削多线螺纹时，每一条螺纹槽的车削方法与车削单线螺纹完全相同，唯一不同的是不按螺距P而按该螺纹的导程L计算和调整配换齿轮。关键是在车完第一条螺纹槽之后，如何准确地改变车刀与工件的相对位置关系，再车削以后的各条螺纹槽，即如何进行分线。常用的分线方法有以下两种： (1) 移动小刀架法 如图3-14所示，车完第一条螺纹槽后将小刀架轴向移动一个螺距值，即可车削另一条螺纹槽。使用这种方法，加工前需校正小刀架的导轨，使之与螺纹轴线平行，否则要影响螺距的准确性。图3-14 移动小刀架法当多线螺纹的螺距精度要求不高时，用小刀架刻度盘控制移动量即可。当螺距的精度要求较高时，需用百分表(有时还要加量块)控制小刀架的移动量。(2) 旋转工件法 在车完一条螺纹槽后，在不改变工件轴向位置的条件下，将工件相对主轴转动360?. ?n，再依次车出其他螺纹槽。旋转工件法所用的附件如图3-15所示。图(a)为分度卡盘，适宜加工用卡盘装夹的工件。图(b)为多槽拨盘，适宜加工双顶尖装夹的轴类工件。例如，车削三线螺纹时，卡箍尾部开始放入槽1中，车完第一条螺纹槽后，依次将卡箍尾部放入槽3, 5中，此时工件相对主轴转动了120. ，从而车出第二、三条螺纹槽。这种拨盘可供车削单线、双线、三线和四线螺纹。图3-15 车削多线螺纹用的附件5. 保证旋向车右旋螺纹时，工件正转，车刀自右向左移动；车左旋螺纹时，工件仍然正转，车刀应自左向右移动，如图3-16所示。因此车削不同旋向螺纹的关键是在主轴转向不变的情况下，正确改变丝杠的转向。解决的方法是调整主轴与丝杠之间的换向机构。图3-16 车削螺纹的运动图3-17中的三星轮(即齿数为25, 32, 42的齿轮)是C6136车床车削左右旋螺纹的反向机构。图3-17(a)的啮合状态，用来车削右旋螺纹；图3-17(b)的啮合状态，用来车削左旋螺纹。