車削螺紋時(shí)常見故障分析及解決方法

劉偉軍 馮玉霞

摘 要：機(jī)械制造業(yè)中，螺紋零件應(yīng)用得十分廣泛。用車削的方法加工螺紋，是目前最常用的加工方法。車削螺紋出現(xiàn)故障，會(huì)影響螺紋的正常使用。本文將分析螺紋車削時(shí)的常見故障，并制定解決方法。

關(guān)鍵詞：螺紋;故障;分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.016

螺紋按其截面形狀（牙型）分為三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋等。三角形螺紋用于聯(lián)接，矩形、梯形和鋸齒形螺紋用于傳動(dòng)，其中梯形螺紋是最常用的傳動(dòng)螺紋。車削螺紋時(shí)出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致螺紋無法使用、傳遞運(yùn)動(dòng)不準(zhǔn)確、使用壽命縮短等問題，因此分析車削螺紋的故障，制定相應(yīng)的解決方法刻不容緩。

1 車削螺紋故障分析

根據(jù)教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的問題，分析普通車床車螺紋時(shí)常見的故障。

（1）啃刀?？械妒侵冈谲嚶菁y時(shí)，刀具將螺紋側(cè)面“啃掉”一部分，致使螺紋產(chǎn)生缺陷。產(chǎn)生原因有以下幾點(diǎn)：1）車刀高度不合適，車刀裝夾過高時(shí)，吃刀至一定深度后，車刀后刀面頂在工件圓柱面，摩擦力過大甚至頂彎工件，造成啃刀現(xiàn)象;車刀裝夾過低時(shí)，吃刀深度不斷自動(dòng)趨向加深，從而把工件抬起，切削力過大，造成啃刀或崩刀、撅件現(xiàn)象;2）車刀磨損嚴(yán)重，切削力急劇增大，極易出現(xiàn)啃刀;3）工件裝夾不牢固，螺紋車削時(shí)切削力較大，若工件裝夾不牢，易發(fā)生軸向竄動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致吃刀量發(fā)生變化，切削力過大，出現(xiàn)啃刀。

（2）亂扣。螺紋車削多次進(jìn)刀應(yīng)在同一螺旋槽內(nèi)車削，當(dāng)車刀運(yùn)動(dòng)的軌跡不在同一螺旋槽內(nèi)時(shí)，牙型不在同一位置，即為產(chǎn)生亂扣。產(chǎn)生亂扣的原因如下：1）使用提開合螺母法退刀車螺紋，當(dāng)車床絲杠螺距與工件螺距比值不成整倍數(shù)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)亂扣;2）若工件夾持不牢固，工件發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)或軸向竄動(dòng)，致使工件和車刀相對(duì)位置發(fā)生變化，產(chǎn)生亂扣;3）刀具移位，車螺紋中途更換刀具，若不做調(diào)整，車刀和螺旋槽不對(duì)應(yīng)，同樣會(huì)產(chǎn)生亂扣;4）車床絲杠發(fā)生軸向竄動(dòng)，必定會(huì)引起亂扣。

（3）螺距不正確。車螺紋時(shí)產(chǎn)生螺距錯(cuò)誤的情形有以下幾種：掛輪搭配不當(dāng)或進(jìn)給箱手柄位置錯(cuò)誤時(shí)會(huì)導(dǎo)致螺紋全長上不正確;車床絲杠螺距局部誤差（一般由磨損引起）會(huì)致使螺距局部不正確;絲杠的軸向竄動(dòng)、主軸的軸向竄動(dòng)、溜板箱的開合螺母與絲杠不同軸而造成嚙合不良時(shí)，會(huì)產(chǎn)生螺紋全長上螺距不均勻現(xiàn)象。

（4）扎刀。車削梯形螺紋過程中出現(xiàn)以下情況時(shí)容易產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象：1）切削力過大，螺紋車刀徑向前角過大、刀尖高度過低或刀具磨損嚴(yán)重時(shí)，切削力會(huì)急劇增大，易產(chǎn)生扎刀;2）車床各部分間隙過大，尤其是中、小滑板和鑲條間的間隙過大，車螺紋會(huì)導(dǎo)致扎刀;3）工件剛性差時(shí)車螺紋，由于切削力比較大，將工件頂彎，也會(huì)產(chǎn)生扎刀。

（5）牙型不正確。螺紋牙型不正確對(duì)使用性能影響較大，誘因有以下幾點(diǎn)：車刀角度刃磨不準(zhǔn)確、車刀裝夾歪斜、車刀磨損嚴(yán)重。

（6）中徑尺寸不正確。螺紋中徑是螺紋的主要參數(shù)，影響到螺紋配合的精度，產(chǎn)生中徑不正確的原因如下：切削用量選擇不合理、刻度盤不準(zhǔn)確、加工時(shí)未及時(shí)測(cè)量。

（7）表面粗糙度差。螺紋表面質(zhì)量影響著螺紋的性能和使用壽

命，影響因素有：車刀刃口不平直、切削用量不合適、刀具剛性差以及工件或刀具振動(dòng)。

2 車削螺紋故障解決方法

根據(jù)前面分析的車螺紋時(shí)容易出現(xiàn)的故障，現(xiàn)制定相應(yīng)解決辦法如下：

（1）啃刀。解決螺紋啃刀要從以下幾點(diǎn)著手：1）車螺紋前應(yīng)認(rèn)真調(diào)整螺紋車刀高度，使刀尖的高度和車床回轉(zhuǎn)中心等高（采用彈性刀夾可比中心略高0.1-0.2mm）;2）及時(shí)修磨車刀，刀具嚴(yán)重磨損后停止車削，將刀具拆下修磨好后再繼續(xù);3）車螺紋前必須將工件裝夾牢固，盡量利用限位臺(tái)階，防止工件產(chǎn)生軸向竄動(dòng)。

（2）亂扣。解決車螺紋亂扣問題，應(yīng)注意以下問題：1）倒順車法，當(dāng)車床絲杠螺距與工件螺距比值不成整倍數(shù)時(shí)，車螺紋采用倒順車法車削，因主軸、絲杠和刀架之間的傳動(dòng)沒有分離過，車刀始終在原來的螺旋槽中;2）車螺紋前，必須檢查工件安裝的牢固性，較長的工件需借助后頂尖對(duì)零件進(jìn)行后定位，防止在車削中工件發(fā)生軸向竄動(dòng);3）車螺紋中途磨刀或更換精車刀，必須采用中途對(duì)刀法，讓刀尖對(duì)準(zhǔn)螺旋槽;4）車螺紋前，應(yīng)調(diào)整絲杠與進(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軸向間隙，防止絲杠發(fā)生軸向竄動(dòng)。

（3）螺距不正確。螺紋車削時(shí)，不要急于進(jìn)刀車削，應(yīng)試車讓刀具在工件表面劃出螺旋線，利用量具檢驗(yàn)螺距的準(zhǔn)確性，調(diào)整車床檔位，至螺距準(zhǔn)確后再開始正式車削。

（4）扎刀。避免車螺紋扎刀應(yīng)采取以下措施：1）減小切削力，刃磨螺紋車刀徑向前角不宜過大或過小，保持10°～15°，刀尖高度和車床回轉(zhuǎn)中心高度一致，選擇合理的切削用量，避免切削力過大;2）車螺紋前機(jī)床間隙要調(diào)整恰當(dāng)，特別是主軸軸承以及中、小滑板鑲條部分的間隙，不能過大;3）在車削剛性差的外螺紋時(shí)，可采用左右進(jìn)刀法分層進(jìn)給，以減少接觸面積。

（5）牙型不正確。為避免車螺紋時(shí)牙型不正確，應(yīng)注意刃磨、安裝車刀時(shí)要借助對(duì)刀樣板或角度尺進(jìn)行，避免刀尖角錯(cuò)誤或安裝時(shí)產(chǎn)生歪斜，車削過程中選擇合理的切削用量，出現(xiàn)磨損后及精車環(huán)節(jié)應(yīng)及時(shí)修磨或更換精車刀具，以保證正確的螺紋牙型。

（6）中徑不正確。若要保證螺紋中徑尺寸正確，精車時(shí)要詳細(xì)檢查刻度盤是否松動(dòng)， 精車余量要適當(dāng)，車刀刃口要鋒利，及時(shí)利用公法線千分尺測(cè)量。

（7）表面粗糙度差。車螺紋時(shí)為控制表面質(zhì)量，車刀刃磨前應(yīng)正確修整砂輪，刃磨后用油石精研刀具，至切削刃平直無毛刺;選擇合理的切削用量;刀桿不能伸出過長，盡量選用粗壯刀桿;調(diào)整車床床鞍壓板及中、小滑板導(dǎo)軌的鑲條等，保證各導(dǎo)軌間隙的準(zhǔn)確性，防止切削時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。

3 結(jié)束語

車削螺紋時(shí)產(chǎn)生的故障形式多種多樣，既有設(shè)備的原因，也有刀具、操作者等原因，在排除故障時(shí)要具體情況具體分析，通過各種檢測(cè)和診斷手段，找出具體的影響因素，采取有效的解決方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]解海濱.數(shù)控加工技術(shù)實(shí)訓(xùn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]周虹.數(shù)控車床編程與操作實(shí)訓(xùn)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

[3]胡如祥.數(shù)控加工編程與操作[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，

2006.

[4]史巧鳳.車工技能訓(xùn)練[M].中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2014.

山東省職業(yè)教育技藝技能傳承創(chuàng)新平臺(tái)“數(shù)控技能傳承創(chuàng)新教育平臺(tái)”資助