車削加工螺紋達(dá)不到工藝要求的解決方案

郝愛國 張長文 丁泳 張明德 吳曉曉 鄭元棟 張旭

摘?要：螺紋加工有多種方法，車削加工是應(yīng)用最廣泛的工藝，在車削加工中會(huì)出現(xiàn)達(dá)不到工藝要求的情況，針對現(xiàn)場產(chǎn)生的情況，通過檢測和診斷手段，找出具體的影響因素，才能采取有效的解決方法。

關(guān)鍵詞：車床;螺紋;原因;方案

螺紋是在圓柱工件表面上，沿著螺旋線所形成的，具有相同剖面的連續(xù)凸起和溝槽。在臥式車床（如CA6140）上能車削米制、英寸制、模數(shù)和徑節(jié)制四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋，車削螺紋加工中，車床主軸與刀具之間必須保持嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)關(guān)系：即主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)（即工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)），刀具應(yīng)均勻地移動(dòng)一個(gè)（工件的）導(dǎo)程的距離。在實(shí)際車削加工螺紋時(shí)，會(huì)出現(xiàn)不能滿足工藝要求的問題，影響正常生產(chǎn)，針對以下具體問題制定相關(guān)解決方案。

一、 啃刀現(xiàn)象

原因分析：車刀中心高不正確，工件裝夾不牢或車刀磨損過大。

解決方案：

1. 車刀中心高不正確：中心高過高則吃刀到一定深度時(shí)，車刀的后刀面頂住工件，增大摩擦力，甚至把工件頂彎，造成啃刀現(xiàn)象;中心高過低則切屑不易排出，車刀徑向力的方向是工件中心，加上橫進(jìn)絲杠與螺母間隙過大，致使吃刀深度不斷自動(dòng)趨向加深，從而把工件抬起，出現(xiàn)啃刀。此時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整車刀高度，使其刀尖與工件的軸線等高（可利用尾座頂尖對刀）。在粗車和半精車時(shí)，刀尖位置比工件的中心高出1%D左右（D表示被加工工件直徑）。

2. 工件裝夾不牢：工件本身的剛性不能承受車削時(shí)的切削力，因而產(chǎn)生過大的撓度，改變了車刀與工件的中心高度（工件被抬高了），形成切削深度突增，出現(xiàn)啃刀，此時(shí)應(yīng)把工件裝夾牢固，可使用尾座頂尖等，以增加工件剛性。

3. 車刀磨損過大：引起切削力增大，頂彎工件，出現(xiàn)啃刀。此時(shí)應(yīng)對車刀加以修磨。

二、 亂扣

原因分析：當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，工件未轉(zhuǎn)過整數(shù)轉(zhuǎn)而造成的。

解決方案：

1. 當(dāng)車床絲杠螺距與工件螺距比值不成整倍數(shù)時(shí)：如果在退刀時(shí)，采用打開開合螺母，將床鞍搖至起始位置，那么，再次閉合開合螺母時(shí)，就會(huì)發(fā)生車刀刀尖不在前一刀所車出的螺旋槽內(nèi)，以致出現(xiàn)亂扣。解決方法是采用正反車法來退刀，即在第一次行程結(jié)束時(shí)，不提起開合螺母，把車刀徑向退出后，將主軸反轉(zhuǎn)，使車刀縱向退回，再進(jìn)行第二次行程，這樣往復(fù)過程中，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，就不會(huì)出現(xiàn)亂扣。

2. 對于車削車床絲杠螺距與工件螺距比值成整倍數(shù)的螺紋：工件和絲杠都在旋轉(zhuǎn)，提起開合螺母后，至少要等絲杠轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)，才能重新合上開合螺母，這樣當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)時(shí)，工件轉(zhuǎn)了整數(shù)倍，車刀就能進(jìn)入前一刀車出的螺旋槽內(nèi)，就不會(huì)出現(xiàn)亂扣，這樣就可以采用打開開合螺母，手動(dòng)退刀。這樣退刀快，有利于提高生產(chǎn)率和保持絲杠精度，同時(shí)絲杠也較安全。

三、 螺距精度

原因分析：螺紋全長或局部不正確，螺紋全長上螺距不均勻或螺紋上出現(xiàn)竹節(jié)紋。

解決方案：

1. 螺紋全長上不正確：原因是掛輪搭配不當(dāng)或進(jìn)給箱手柄位置不對，可重新檢查進(jìn)給箱手柄位置或驗(yàn)算掛輪。

2. 局部不正確：原因是車床絲杠本身的螺距局部誤差（一般由磨損引起），可更換絲杠或局部修復(fù)。

3. 螺紋全長上螺距不均勻：原因是絲杠的軸向竄動(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、溜板箱燕尾導(dǎo)軌磨損而造成開合螺母閉合時(shí)不穩(wěn)定、掛輪間隙過大等。通過檢測：如果是絲杠軸向竄動(dòng)造成的，可對車床絲杠與進(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，以消除后推力球軸承的軸向間隙。如果是溜板箱的開合螺母與絲杠不同軸而造成嚙合不良引起的，可修整開合螺母并調(diào)整開合螺母間隙。如果是燕尾導(dǎo)軌磨損，可配制燕尾導(dǎo)軌及鑲條，以達(dá)到正確的配合要求。如果是掛輪間隙過大，可采用重新調(diào)整掛輪間隙。

4. 出現(xiàn)竹節(jié)紋：原因是從主軸到絲杠之間的齒輪傳動(dòng)有周期性誤差引起的，如掛輪箱內(nèi)的齒輪，進(jìn)給箱內(nèi)齒輪由于本身，制造誤差、或局部磨損、或齒輪在軸上安裝偏心等造成旋轉(zhuǎn)中心低，從而引起絲杠旋轉(zhuǎn)周期性不均勻，帶動(dòng)刀具移動(dòng)的周期性不均勻，導(dǎo)致竹節(jié)紋的出現(xiàn)，可以修換有誤差或磨損的齒輪。

四、 中徑精度

原因分析：吃刀太大，刻度盤不準(zhǔn)，而又未及時(shí)測量所造成。

解決方案：精車時(shí)要仔細(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，要及時(shí)測量。

五、 螺紋表面粗糙度

原因分析：車刀刃口磨得不光潔，切削液不適當(dāng)，切削速度和工件材料不適合以及切削過程產(chǎn)生振動(dòng)等造成。

解決方案：正確修整砂輪或用油石精研刀具;選擇適當(dāng)切削速度和切削液;調(diào)整車床床鞍壓板及中、小滑板燕尾導(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)。

總之影響螺紋車削加工的工藝參數(shù)較多，出現(xiàn)問題要逐項(xiàng)排出原因，通過人、機(jī)、料、法、環(huán)五方面最終會(huì)解決問題，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高加工效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]付小紅.車削螺紋常見故障及解決方法[J].中國設(shè)備工程，2017（9）：30-31.

[2]葛秉武，毛曉麗.車螺紋時(shí)常見故障及解決方法[J].科學(xué)之友，2011（30）：75，87.

作者簡介：郝愛國，張長文，丁泳，張明德，吳曉曉，鄭元棟，張旭，勝利油田勝機(jī)石油裝備有限公司。