螺纹加工常见问题处理

在机器制造业中，有许多零件都具有螺纹，由于螺纹常用于紧固、联接及调节，又可用来传递动力，因此应用十分广泛。在专业生产中，虽然广泛采用滚丝、扎丝、搓丝等一系列先进工艺，但在一般的机械加工厂中，通常还是采用车削的方法来加工。

一、螺纹车刀的准备是进行螺纹车削的基础

螺纹车刀的材料的工作一般包括车刀材料的选择和刀具刃磨等几个方面的内容，在进行车刀准备时我们应注意以下几个方面的问题：

（一）螺纹车刀的材料的选择。用作螺纹车刀的材料，常规有高速钢和硬质合金两种，车刀材料的选择是否合理，对车削效率和加工质量有较大的影响。高速钢螺纹车刀，由于刃磨比较方便，容易得到锋利的刃口，而且具有韧性好、刀尖不易爆裂的优点，在车削塑性材料螺纹工件时，应选用高速钢螺纹车刀。它的缺点是高温下容易磨损，在车削脆性材料螺纹时（如铸铁、铸铜等），应尽可能不采用高速螺纹车刀，而采用耐磨和耐高温性能较优越的硬质合金螺纹车刀。

（二）刀尖角的刃磨与测量。螺纹刀尖角的精度直接决定螺纹的牙形角，必须正确刃磨，这与保证螺纹精度有很大关系。为了保证磨出准确的刀尖角，在刃磨时应用角度样板来测量。测量时把刀尖和角度样板对准光源，观察两者之间的缝隙，并以此为依据进行修磨，直到无缝隙为止。为了便于刃磨和装刀，还要求刃磨外螺纹车刀时，刀尖角对分线应与刀杆基本平行，内螺纹车刀刀尖角平分线必须与刀杆垂直。刃磨时可先把车刀的一侧刀刃磨好，使之符合要求后，再以此为基准刃磨另一侧刃。

（三）两侧刃后角的刃磨。在刃磨螺纹车刀时，如果车刀两侧刃后角按一般外圆车刀刃磨，就会使车刀在车削时不能顺利切入工件，在顺走刀方向的螺纹牙形侧面上将会产生严重摩擦造成伤痕，影响正常车削；如果把后角磨得过大，又会降低螺纹车刀的强度，切削时易磨损，并产生振动。在刃磨两侧后角时，应注意螺纹旋升角对螺纹加工质量的影响，在刃磨螺纹车刀时，顺走刀方向应加上螺旋升角，背走刀方向减去螺旋升角。三角螺纹的升角较小，影响也较小，但在车矩形、梯形和螺距较大的螺纹时，升角的影响大，须予考虑，如车削升角＝6°30′的右旋梯形螺纹，选工作后角＝3°30′，则左侧后角αOL=3°30′+ψ=10°，而右侧后角αOR=3°30′-ψ=-3°。

（四）前角对牙形角的影响。车削螺纹时，车刀前角将影响螺纹的牙形角，前角越大，牙形角的误差也就越大，因此为了保证车削螺纹时牙形角的准确，适当修正牙形角，如普通三角螺纹，粗车时纵向前角γp可选择5°～15°，牙形角εr选取58°18′，而精车时纵向前角γp选择0～3°，牙形角εr则选取59°48′。

（五）装刀偏差对螺纹精度的影响。螺纹车刀的安装是否正确对螺纹精度会产生一定影响。如果装刀有偏差，即使螺纹车刀刀具角度十分准确，加工后的螺纹牙形角仍会产生偏差，因此安装车刀时应严格按技术要求做到：装刀时应用样板校正螺纹车刀刀尖的位置，刀尖高度必须对准工作旋转中心。

二、车削方法的选择是关键，车削螺纹的常用方法是直进法和左右切削法（斜进切削法）。首先我们应了解各种切削方法的优缺点。

（一）直进切削法。它是指车削螺纹时车刀的左、右两侧刀刃同时参加削，每次加深吃刀时，只由中滑板横向进给直到把螺纹工件车好为止，它的优点是操作简单，能保证螺纹牙形清晰，减少螺纹牙形误差。但由于车刀两刃参加切削，排屑困难，车刀所受切削力有所增加，因此它的缺点是车刀受力受热比较严重，刀容易磨损，进刀量过大时，还可能产生“扎刀”现象。

（二）左、右切削法是指在切削螺纹时。车刀两侧刃中只有一侧切削刃在进行切削。每次加深吃刀时，中滑板横向进给和小滑板左、右进给相配合，它的优点是排屑比较顺利，刀尖受力和受热情况有所改善，车削中不易引起“扎刀”现象。因此可相对提高切削用量，而且容易车光洁的螺纹。其缺点是操作不如直进法简单，牙形也不容易车得清晰，而且由于刀刃受单向切削力的影响，将会增大螺纹牙形误差。

其次，在车削螺纹工作时，应根据具体条件，灵活运用，不能死搬硬套，如车削螺距小于2mm的普通三角螺纹时，一般都采用直进切削法，而在车削梯形螺纹时，采用左右切削法；如车削Tr32*6的梯形螺纹，在计算出螺纹的基本尺寸后就可以确定其加工方法，由于P=6＞4mm且为了提高切削效率就选择在粗车时，采用左右切削法；在精车时也采用左右切削法以便保证较好的表面粗糙度和获得较高的精度，避免“扎刀”现象。

三、合理的切削用量的选择是保障

合理选择切削用量，是多快好省完成车削的一个重要方面。选择切削用量时应遵循以下几个原则：

（一）根据不同的加工步骤选择不同的车削用量。粗车时，为了尽快把工件上多余的部分切除，可选择较大的切削用量；精车时，为了保证螺纹精度和表面粗糙度，必须选择较小的切削用量。如选用刀头宽度稍小于槽底宽的切槽刀粗车时每边留0.25～0.35mm左右的余量；用梯形螺纹车刀采用左右切削法车梯形螺纹两侧面时每边留0.1～0.2mm左右的精车余量。

（二）根据不同的工件材料选择不同的切削用量。在车削脆性材料螺纹工件时（铸铁、铸铜等），因脆性材料所含杂质、气孔较多，对车刀切削不利。切削速度过高会加剧刀具的磨损，吃刀深度过大会使螺纹牙尖爆裂。车塑性材料螺纹工作时，可相应选择较大的吃刀深度，但要防止“扎刀”现象。

（三）根据不同的切削方法选择不同的切削用量。采用直进法切削螺纹工件时，车削横截面积较大，车刀受力和受热情况比较严重，就选择较小的切削用量；采用左右切削法时，车削横截面积较小，车刀受力和受热情况得到改善，则选择较大的切削用量。

四、螺纹车削中途对刀问题

在加工中往往可能会失误引起崩刀尖的情况，因此就得学会中途对刀的方法，以便继续完成工件加工。第一刀时，必然会产生乱扣或烂牙现象，结果会把螺纹车乱而废。具体做法是使车刀不切入工件而按下开合螺母，使主轴正转，待车刀移到工件表面处，立即停车（不能反车），摇动中、小滑板，使车刀刀尖对准螺旋槽后，再开车，观察车刀刀尖是否在槽内，直至对准再开始车削。

在实际车削螺纹时，由于各种原因，造成由主轴到刀具之间的运动，在某一环节出现问题，引起车削螺纹时产生故障，影响正常生产，这时应及时加以解决。车削螺纹时常见故障及解决方法如下：

一、啃刀

故障分析：原因是车刀安装得过高或过低，工件装夹不牢或车刀磨损过大。

解决方法：

（一）、车刀安装得过高或过低：过高，则吃刀到一定深度时，车刀的后刀面顶住工件，增大摩擦力，甚至把工件顶弯，造成啃刀现象；过低，则切屑不易排出，车刀径向力的方向是工件中心，加上横进丝杠与螺母间隙过大，致使吃刀深度不断自动趋向加深，从而把工件抬起，出现啃刀。此时，应及时调整车刀高度，使其刀尖与工件的轴线等高(可利用尾座顶尖对刀)。在粗车和半精车时，刀尖位置比工件的中心高出1％D左右(D表示被加工工件直径)。

（二）、工件装夹不牢：工件本身的刚性不能承受车削时的切削力，因而产生过大的挠度，改变了车刀与工件的中心高度(工件被抬高了)，形成切削深度突增，出现啃刀，此时应把工件装夹牢固，可使用尾座顶尖等，以增加工件刚性。

（三）、车刀磨损过大：引起切削力增大，顶弯工件，出现啃刀。此时应对车刀加以修磨。

二、乱扣

故障分析：原因是当丝杠转一转时，工件未转过整数转而造成的。

解决方法：

（一）、当车床丝杠螺距与工件螺距比值不成整倍数时：如果在退刀时，采用打开开合螺母，将床鞍摇至起始位置，那么，再次闭合开合螺母时，就会发生车刀刀尖不在前一刀所车出的螺旋槽内，以致出现乱扣。解决方法是采用正反车法来退刀，即在第一次行程结束时，不提起开合螺母，把刀沿径向退出后，将主轴反转，使车刀沿纵向退回，再进行第二次行程，这样往复过程中，因主轴、丝杠和刀架之间的传动没有分离过，车刀始终在原来的螺旋槽中，就不会出现乱扣。

（二）、对于车削车床丝杠螺距与工件妇距比值成整倍数的螺纹：工件和丝杠都在旋转，提起开合螺母后，至少要等丝杠转过一转，才能重新合上开合螺母，这样当丝杠转过一转时，工件转了整数倍，车刀就能进入前一刀车出的螺旋槽内，就不会出现乱扣，这样就可以采用打开开合螺母，手动退刀。这样退刀快，有利于提高生产率和保持丝杠精度，同时丝杠也较安全。

三、螺距不正确

故障分析：螺纹全长或局部上不正确，螺纹全长上螺距不均匀或螺纹上出现竹节纹。

解决方法：

（一）、螺纹全长上不正确：原因是挂轮搭配不当或进给箱手柄位置不对，可重新检查进给箱手柄位置或验算挂轮。

（二）局部不正确：原因是由于车床丝杠本身的螺距局部误差(一般由磨损引起)，可更换丝杠或局部修复。

（三）螺纹全长上螺距不均匀：原因是：丝杠的轴向窜动、主轴的轴向窜动、溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴而造成啮合不良、溜板箱燕尾导轨磨损而造成开合螺母闭合时不稳定、挂轮间隙过大等。通过检测：如果是丝杠轴向窜动造成的，可对车床丝杠与进给箱连接处的调整圆螺母进行调整，以消除连接处推力球轴承轴向间隙。如果是主轴轴向窜动引起的，可调整主轴后调整螺母，以消除后推力球轴承的轴向间隙。如果是溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴而造成啮合不良引起的，可修整开合螺母并调整开合螺母间隙。如果是燕尾导轨磨损，可配制燕尾导轨及镶条，以达到正确的配合要求。如果是挂轮间隙过大，可采用重新调整挂轮间隙。

（四）出现竹节纹：原因是从主轴到丝杠之间的齿轮传动有周期性误差引起的，如挂轮箱内的齿轮，进给箱内齿轮由于本身，制造误差、或局部磨损、或齿轮在轴上安装偏心等造成旋转中心低，从而引起丝杠旋转周期性不均匀，带动刀具移动的周期性不均匀，导致竹节纹的出现，可以修换有误差或磨损的齿轮。

四、中径不正确

故障分析：原因是吃刀太大，刻度盘不准，而又未及时测量所造成。

解决方法：精车时要详细检查刻度盘是否松动，精车余量要适当，车刀刃口要锋利，要及时测量。

五、螺纹表面粗糙

故障分析：原因是车刀刃口磨得不光洁，切削液不适当，切削速度和工件材料不适合以及切削过程产生振动等造成功。

解决方法：正确修整砂轮或用油石精研刀具；选择适当切削速度和切削液；调整车床床鞍压板及中、小滑板燕尾导轨的镶条等，保证各导轨间隙的准确性，防止切削时产生振动。

总之，车削螺纹时产生的故障形式多种多样，既有设备的原因，也有刀具、操作者等的原因，在排除故障时要具体情况具体分析，通过各种检测和诊断手段，找出具体的影响因素。