淺談車床加工螺紋常見(jiàn)故障及解決方法

摘 要：分析了車削螺紋時(shí)常見(jiàn)的故障，如牙型角不正確、螺距（或?qū)С蹋┎徽_、表面粗糙度值大、亂牙、中徑不正確等，針對(duì)故障產(chǎn)生的原因提出了相應(yīng)的解決方法。

關(guān)鍵詞：牙型角；螺距；表面粗糙度

螺紋是在圓柱或圓錐表面上，沿著螺旋線所形成的具有規(guī)定牙型的連續(xù)凸起。螺紋在各種機(jī)器中應(yīng)用非常廣泛，如在車床方刀架上用４個(gè)螺釘實(shí)現(xiàn)對(duì)車刀的裝夾，在車床絲杠與開(kāi)合螺母之間利用螺紋傳遞動(dòng)力。加工螺紋的方法有很多種，而在一般的機(jī)械加工中通常采用車螺紋的方法（車工的基本技能之一）。在臥式車床上加工螺紋時(shí)，必須保證工件與刀具之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，即主軸每轉(zhuǎn)一圈（工件轉(zhuǎn)一圈），刀具均勻地移動(dòng)一個(gè)螺距（或?qū)С蹋Ｋ鼈兊倪\(yùn)動(dòng)關(guān)系是這樣保證的：主軸帶動(dòng)工件一起轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸的運(yùn)動(dòng)經(jīng)掛輪箱傳到進(jìn)給箱，由進(jìn)給箱經(jīng)變速后再傳給絲杠，由絲杠和溜板箱上的開(kāi)合螺母配合帶動(dòng)刀架及車刀作直線移動(dòng)，這樣工件的轉(zhuǎn)動(dòng)和刀具的移動(dòng)都是通過(guò)主軸的帶動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，從而保證了工件和刀具之間嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。在實(shí)際車削螺紋時(shí)，由于各種原因，造成主軸到刀具之間的運(yùn)動(dòng)在某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，引起車削螺紋時(shí)產(chǎn)生故障，影響正常生產(chǎn)，這時(shí)應(yīng)及時(shí)解決。

１ 牙型角不正確

１．１ 刀尖角不正確

刃磨車刀時(shí)刀尖角不正確，即車刀兩切削刃在基面上投影之間的夾角與加工螺紋的牙型角不一致，導(dǎo)致加工出的螺紋角度不正確。解決方法：刃磨車刀時(shí)必須使用角度尺或樣板來(lái)檢測(cè)，得到正確的牙型角，其方法為：將樣板或角度尺與車刀前面平行，再用透光法檢查。常用的公制螺紋牙型角：三角形螺紋６０°，梯形螺紋３０°，蝸桿４０°。

１．２ 徑向前角未修正

為了使車刀排屑順利，減小表面粗糙度，減少積屑瘤現(xiàn)象，經(jīng)常磨有徑向前角，這樣就引起車刀兩側(cè)切削不與工件軸向重合，使得車出工件的螺紋牙型角大于車刀的刀尖角，徑向前角越大，牙型角的誤差也越大。同時(shí)使車削出的螺紋牙型在軸向剖面內(nèi)不是直線，而是曲線，影響螺紋副的配合質(zhì)量。解決方法：在刃磨有較大徑向前角的螺紋車刀車螺紋時(shí)，刀尖角必須通過(guò)車刀兩刃夾角進(jìn)行修正，尤其加工精度較高的螺紋，其修正計(jì)算方法為：
tan■=cosｒｐ·tan■
式中，εｒ?yàn)檐嚨秲扇袏A角；ｒｐ為徑向前角；α為牙型角。

１．３ 高速鋼切削時(shí)牙型角過(guò)大

在高速切削螺紋時(shí)，由于車刀對(duì)工件的擠壓力產(chǎn)生擠壓變形，會(huì)使加工出的牙型擴(kuò)大，同時(shí)使工件脹大，所以在刃磨車刀時(shí)，兩刃夾角應(yīng)適當(dāng)減小３０′。另外，車削外螺紋前工件大徑一般比公稱尺寸小（約０．１３Ｐ）。

１．４ 車刀安裝不正確

車刀安裝不正確即車刀兩切削刃的對(duì)稱中心線與工件軸線不垂直，造成加工出的牙型角傾斜（俗稱倒牙）。解決方法：用角度尺或樣板來(lái)安裝車刀，使對(duì)稱中線與工件軸線垂直，并且刀尖與工件中心等高。

１．５ 刀具磨損

刀具磨損后沒(méi)有及時(shí)刃磨，造成加工出的牙型角兩側(cè)不是直線而是曲線或“爛牙”。解決方法：合理選用切削用量，車刀磨損后及時(shí)刃磨。

２ 螺距（或?qū)С蹋┎徽_

（１）螺紋全長(zhǎng)不正確。螺紋全長(zhǎng)不正確的原因是交換齒輪計(jì)算或組裝錯(cuò)誤，進(jìn)給箱、溜板箱有關(guān)手柄位置扳錯(cuò)，可重新檢查進(jìn)給箱手柄位置或驗(yàn)算掛輪。

（２）螺紋局部不正確。螺紋局部不正確的原因是車床絲杠和主軸的竄動(dòng)過(guò)大，溜板箱手輪轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡，開(kāi)合螺母間隙過(guò)大。解決方法：如果是絲杠軸向竄動(dòng)造成的，可對(duì)車床絲杠與進(jìn)給箱連接處的調(diào)整圓螺母進(jìn)行調(diào)整，以消除連接處推力球軸承的軸向間隙；如果是主軸軸向竄動(dòng)引起的，可調(diào)整主軸后調(diào)整螺母，以消除推力球軸承的軸向間隙；如果是溜板箱的開(kāi)合螺母與絲杠不同軸造成嚙合不良引起的，可修整開(kāi)合螺母并調(diào)整開(kāi)合螺母間隙；如果是溜板箱轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡，可將溜板箱手輪拉出使之與轉(zhuǎn)動(dòng)軸脫開(kāi)均勻轉(zhuǎn)動(dòng)。

（３）車削過(guò)程中開(kāi)合螺母自動(dòng)抬起引起螺距不正確。解決方法：調(diào)整開(kāi)合螺母鑲條適當(dāng)減小間隙，控制開(kāi)合螺母?jìng)鲃?dòng)時(shí)抬起，或用重物掛在開(kāi)合螺母手柄上防止中途抬起。

３ 表面粗糙度值大

表面粗糙度值大的原因：

一是刀尖產(chǎn)生積屑瘤；
二是刀柄剛性不夠，切削時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)；
三是車刀徑向前角太大，中滑板絲杠螺母間隙過(guò)大產(chǎn)生扎刀；
四是高速鋼切削螺紋時(shí)，切削厚度太小或切屑向傾斜方向排出，拉毛已加工牙側(cè)的表面；
五是工件剛性差，且切削用量過(guò)大；
六是車刀表面粗糙。

解決方法：

第一，如果是積屑瘤引起的，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整切削速度，避開(kāi)積屑瘤產(chǎn)生的范圍（５ ｍ/ｍｉｎ～８０ ｍ/ｍｉｎ）；用高速鋼車刀切削時(shí)，適當(dāng)降低切削速度，并正確選擇切削液；用硬質(zhì)合金車螺紋時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高切削速度。

第二，增加刀柄的截面積并減小刀柄伸出的長(zhǎng)度，以增加車刀的剛性，避免振動(dòng)。

第三，減小車刀徑向前角，調(diào)整中滑板絲杠螺母，使其間隙盡可能最小。

第四，高速鋼切削螺紋時(shí)，最后一刀的切屑厚度一般要大于０．１ ｍｍ，并使切屑沿垂直軸線方向排出，以免切屑接觸已加工表面。

第五，選擇合理的切削用量。第六，刀具切削刃口的表面粗糙度要比螺紋加工表面的粗糙度小２～３檔次，砂輪刃磨車刀完后要用油石研磨。

４ 亂牙

亂牙的原因是當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，工件未轉(zhuǎn)過(guò)絲杠轉(zhuǎn)數(shù)整數(shù)倍而造成的，即工件轉(zhuǎn)數(shù)不是絲杠轉(zhuǎn)數(shù)的整數(shù)倍。
常用預(yù)防亂牙的方法首先是開(kāi)倒順車，即在一次行程結(jié)束時(shí)，不提起開(kāi)合螺母，把刀沿徑向退出后，將主軸反轉(zhuǎn)，使車刀沿縱向退回，再進(jìn)行第二次行程，這樣往復(fù)過(guò)程中，因主軸、絲杠和刀架之間的傳動(dòng)沒(méi)有分離過(guò)，車刀始終在原來(lái)的螺旋槽中，就不會(huì)產(chǎn)生亂牙。其次，當(dāng)進(jìn)刀縱向行程完成后，提起開(kāi)合螺母脫離傳動(dòng)鏈退回，刀尖位置產(chǎn)生位移，應(yīng)重新對(duì)刀。

５ 中徑不正確

中徑不正確的原因是車刀切削深度不正確，以頂徑為基準(zhǔn)控制切削深度，忽略了頂徑誤差的影響；刻度盤使用不當(dāng)；車削時(shí)未及時(shí)測(cè)量。解決方法：精車時(shí)，檢查刻度盤是否松動(dòng)，并且要正確使用，精車余量應(yīng)適當(dāng)，要及時(shí)測(cè)量中徑尺寸，考慮頂徑的影響，調(diào)整切削深度。

６ 扎刀或頂彎工件

扎刀或頂彎工件的原因：車刀刀尖低于工件（機(jī)床）中心；車刀前角太大，中滑板絲杠間隙較大；工件剛性差，而切削用量選擇太大。解決方法：第一，安裝車刀時(shí)，刀尖要對(duì)準(zhǔn)工件中心，或略高些。第二，減小車刀前角，減小徑向力，調(diào)整中滑板絲杠間隙。第三，根據(jù)工件剛性來(lái)選擇合理的切削用量；增加工件的剛性，增加車刀剛性。
總之，車削螺紋時(shí)產(chǎn)生的故障形式是多種多樣的，既有設(shè)備原因，也有刀具、測(cè)量、操作等原因，排除故障時(shí)要具體情況具體分析，通過(guò)各種檢測(cè)方法和診斷手段，找出具體的影響因素，采取有效、合理的解決方法。

作者 procal