螺紋車削及形位公差檢測的分析

蔡昊旻

（杭州汽車高級技工學(xué)校，浙江 杭州 310011）

機(jī)械制造是工業(yè)經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一，嚴(yán)格控制加工零件的尺寸標(biāo)準(zhǔn)，是保證產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵?！靶挝还睢笔锹菁y車削加工較難控制的一點(diǎn)，當(dāng)公差值大于限定范圍，便會造成產(chǎn)品報(bào)廢。生產(chǎn)人員及質(zhì)檢人員，必須按照機(jī)械圖紙的標(biāo)準(zhǔn)，對螺紋的形位公差檢測控制，確保每一件產(chǎn)品均能達(dá)到指標(biāo)要求。

1 形位公差的詳細(xì)介紹

加工后的機(jī)械零件，不僅有尺寸誤差，構(gòu)成零件幾何特征的點(diǎn)、線、面的實(shí)際形狀或相互位置，與理想幾何體規(guī)定的形狀和相互位置，還不可避免地存在差異。這種形狀上的差異，就是形狀誤差，而相互位置的差異，就是位置誤差，統(tǒng)稱為形位誤差。任何零件都是由點(diǎn)、線、面構(gòu)成的，這些點(diǎn)、線、面稱為要素，機(jī)械加工后零件的實(shí)際要素相對于理想要素總有誤差。

1.1 形狀公差

形狀公差是指單一實(shí)際要素的形狀，所允許的變動全量。形狀公差用形狀公差帶來表達(dá)。形狀公差帶，包括公差帶形狀、方向、位置和大小等4個要素。

隨著機(jī)械制造行業(yè)加工技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)制造業(yè)對形狀公差的定義更加明確。形狀公差的構(gòu)成要素較為復(fù)雜，在車削螺紋時，必須要從細(xì)節(jié)上加強(qiáng)檢測調(diào)控，以免形狀公差過大而影響整個工件的品質(zhì)。

1.2 位置公差

位置公差是指關(guān)聯(lián)實(shí)際要素的位置，對基準(zhǔn)所允許的變動全量。

（1）定向公差。是指關(guān)聯(lián)實(shí)際要素對基準(zhǔn)在方向上允許的變動全量。這類公差包括平行度、垂直度、傾斜度等。

（2）跳動公差。是以特定的檢測方式為依據(jù)，而給定的公差項(xiàng)目。跳動公差可分為圓跳動與全跳動。

（3）定位公差。是關(guān)聯(lián)實(shí)際要素對基準(zhǔn)在位置上允許的變動全量。

2 車削加工中影響形位公差的因素

車削是加工螺紋的主要工藝，許多機(jī)械零件產(chǎn)品，均要經(jīng)過螺紋車削處理。從機(jī)械制造業(yè)的實(shí)際情況來看，螺紋車削加工時，決定形位公差標(biāo)準(zhǔn)值的因素較多，但主要集中于刀具的選擇，刀具的不同材質(zhì)及刀刃的角度，對螺紋的精度有很大的影響。具體表現(xiàn)為：

（1）材質(zhì)。車削螺紋的進(jìn)給量大小不一，但主軸基本上處于高速運(yùn)行狀態(tài)，這對刀具的品質(zhì)要求相當(dāng)嚴(yán)格。由于加工工藝編制不合理，螺紋車削未能選擇合適的刀具。如：長距離螺紋車削選用高速鋼刀具，高速鋼刀刃在高溫狀態(tài)下易磨損，降低了形位公差的精準(zhǔn)度。

（2）尖角。無論是哪一種材質(zhì)或型號的刀具，刀尖角的精度對螺紋成形的品質(zhì)起著決定性的作用，尤其是牙形角。刀尖角出現(xiàn)磨損之后，車削人員未及時修補(bǔ)刀刃，或修補(bǔ)的尺寸配合把握不當(dāng)，如刃磨刀具之后，刀尖角對分線、刀桿之間平行度不夠等，均對螺紋成形的品質(zhì)有著直接的影響。

（3）前角。前角的精度把握不當(dāng)，會破壞牙形角的品質(zhì)。螺紋車削時，前角偏差過大造成牙形角誤差更大，形位公差的標(biāo)準(zhǔn)值也會有明顯的變化。如：車床操作人員進(jìn)給量控制不準(zhǔn)，車削的前角角度大于圖紙上的標(biāo)準(zhǔn)值，牙形角的尺寸配合誤差也有所增大。

（4）安裝。人為因素也是影響形位公差的原因之一。螺紋車削是一項(xiàng)高精度的加工作業(yè)，若前期刀具安裝偏差過大，會降低螺紋的精度。一般情況下，安裝刀具時對刀不準(zhǔn)確，后期螺紋車刀的進(jìn)給方向與水平位置產(chǎn)生偏離，直接造成整體螺紋成形的品質(zhì)不合格。

標(biāo)準(zhǔn)的車刀對位如圖1。

圖1 螺紋車刀的對位

3 車削螺紋的形狀公差檢測

螺紋是機(jī)械加工生產(chǎn)中常見的工藝方式，螺紋車削時對形位公差的控制，影響著整個工件的品質(zhì)好壞。為了保證零件產(chǎn)品的品質(zhì)，企業(yè)應(yīng)要求技術(shù)人員加強(qiáng)形位公差的檢測控制，將每個流程的偏差，限定在最小范圍內(nèi)。形狀公差是形位公差的基本構(gòu)成，其檢測的內(nèi)容包括：直線度、平面度、圓柱度、線輪廓度等。

（1）直線度。是表示零件上的直線要素實(shí)際形狀，維持在標(biāo)準(zhǔn)的直線狀態(tài)，車削螺紋需要檢測的直線度，是整個圓柱工件的中心線。安裝工件時，通過目測或儀器輔助測量的方式，判斷車床上的工件是否垂直。

（2）平面度。是表示零件的平面要素的具體形狀。工件圓形平面車削不精準(zhǔn)，會影響螺紋的成形品質(zhì)。檢測螺紋的平面度，應(yīng)從工件的兩端進(jìn)行，車削一層圓形平面后，要用測量儀檢測其平面度。

（3）圓柱度。是表示零件上圓柱面外形輪廓上的各點(diǎn)，對其軸線保持等距狀況。圓柱度的檢測難度較大，先要對毛胚料的圓柱度大致測量，實(shí)際加工時應(yīng)定點(diǎn)定位測量，出現(xiàn)尺寸偏差，應(yīng)盡快調(diào)整加工方式。

（4）線輪廓度。是針對加工零件的給定平面，任意形狀的曲線必須要保持在標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)中。檢測線輪廓度的重點(diǎn)，是其公差值的大小，按照圖紙對非圓曲線的實(shí)際輪廓線的允許變動量作綜合測量。

4 車削螺紋的位置公差檢測

位置偏差是形位公差的另一個組成，形狀公差是相對于工件本身外形尺寸的標(biāo)準(zhǔn)程度而定，位置偏大則注重于相對位置的控制。檢測位置公差，不僅要考慮螺紋車削工件的位置變化量，也要顧及到工件組裝時配合公差的大小。目前，車削螺紋需要檢測的位置公差，有平行度、垂直度、傾斜度等指標(biāo)。

（1）平行度。是零件上被測實(shí)際要素與基準(zhǔn)保持相等距離的標(biāo)準(zhǔn)。檢測人員可通過測量螺紋外、中、內(nèi)經(jīng)的大小，并結(jié)合螺紋環(huán)規(guī)等工具，來判斷平行度。

（2）垂直度。垂直度測量需以中心軸為參考線，根據(jù)牙型、螺距等參數(shù)值，判斷垂直精度的高低。如：采用三針法測量螺紋的中經(jīng)大小（如圖2），配合其他輔助工具，測量垂直度，綜合判斷螺紋車削的品質(zhì)。

圖2 三針法測量中徑

（3）傾斜度。車削螺紋出現(xiàn)傾斜，必然會導(dǎo)致位置公差偏差過大，且齒間的厚度大小不一?？衫谬X厚游標(biāo)卡尺詳細(xì)測量，以工件的中心線為基準(zhǔn)，分別選擇工件的兩端及中間位置測量，尺寸誤差未超標(biāo)，則加工合格。

5 結(jié)束語

總之，螺紋車削是一項(xiàng)高精度的加工工藝，生產(chǎn)人員必須嚴(yán)格按照圖紙要求操作。同時，靈活運(yùn)用各種測量儀器，對形位公差實(shí)時檢測，出現(xiàn)偏差超標(biāo)應(yīng)及時調(diào)整，以免尺寸偏差過大而造成工件報(bào)廢。

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