普通车床上车削螺纹常见故障举析

陈亚峰

摘 要：普通车床上车削螺纹时，由于种种原因，产生的故障多种多样，既有设备的原因，也有刀具、操作者、车削方法等原因，在排除故障时要通过各种检测方法，找出具体的影响因素，采取有效的解决方法，保证螺纹的加工质量

关键词：车刀；螺距；啃刀；乱牙；中径；表面粗糙度

螺纹是在圆柱或圆锥工件表面上，沿着螺旋线所形成的，具有相同剖面的连续凸起和沟槽。在机械制造业中，螺纹无处不在，形状多种多样。由于螺纹常用于紧固、联接及调节，又可用来传递动力，因此带螺纹的零件应用得十分广泛。螺纹的加工方法也很多，在普通车床上车削螺纹，是螺纹加工最为常用的方法之一。车削螺纹时，车床主轴与刀具之间必须保持严格的运动关系：即主轴每转一转（即工件转一转），刀具应均匀地移动一个（工件的）导程的距离。它们的运动关系是这样保证的：主轴带着工件一起转动，主轴的运动经挂轮传到进给箱；由进给箱经变速后（主要是为了获得各种螺距）再传给丝杆；由丝杆和溜板箱上的开合螺母配合带 动刀架作直线移动，这样工件的转动和刀具的移动都是通过主轴的带动来实现的，从而保证了工件和刀具之间严格的运动关系。在实际车削螺纹时，由于种种原因，常常将螺纹车废，具体分析如下：

1 螺距不正确

螺距不正确的原因：

1、螺纹全长上螺距不正确是挂轮搭配不当或进给箱手柄位置不对引起的。

2、局部螺距不正确是由于车床丝杠本身引起的。

3、螺纹全长上螺距不均匀是丝杠的轴向窜动、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、挂轮间隙过大等引起的。

解决方法：

1、重新检查进给箱手柄位置或验算挂轮。

2、螺距局部误差一般由丝杠磨损引起，可更换丝杠或局部修复。

3、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。

2 牙型不正确

牙型不正确的原因是车刀刀尖角刃磨不正确，车刀安装不正确，车刀磨损。

解决方法：

1、正确刃磨和测量车刀刀尖角。

2、应合理的利用角度样板或角度尺安装车刀

3、合理选用切削用量并及时修磨车刀或更换车刀。

3 中径尺寸不正确

中径尺寸不正确的原因是吃刀太大，刻度盘不准，精车余量过小而又未及时测量或测量方法不当所造成。

解决方法：

1、车削前检查刻度盘是否松动，及时调整锁紧螺钉。

2、粗车后注意留有足够的精车余量。

3、车刀刃口要锋利，防止出现啃刀使螺纹牙侧多车。

4、车削时应注意多测量并采用正确的测量方法。

4 螺纹表面粗糙度不正确

螺纹表面粗糙度达不到要求的原因是车刀刃口刃磨不光洁，切削液选择不适当，切削用量选择不适当以及切削时产生振动等造成。

解决方法：

1、车刀刃口刃磨不光洁：正确修整砂轮减小砂轮的跳动后精磨车刀或用油石研磨车刀。

2、切削液选择不适当：选择适当切削用量和切削液。

3、切削用量选择不适当：粗、精车应明确分开，粗车后留有足够的精车余量，精车时的吃刀量应适当小些；选择适当的切削速度。

4、切削时产生振动：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，车刀和工件装夹牢靠，增加工艺刚度，防止切削时产生振动。

五、5 1、扎刀

扎刀的原因是车刀安装得过高或过低、工件或车刀装夹不牢、车刀磨损严重、进刀方法和背吃刀量选用不当。

解决方法：

（1）、車刀安装得过高或过低：车刀安装得过高，使刀具实际后角减小，吃刀到一定深度时，车刀后刀面顶住工件，增大了摩擦力，继续进刀，切削力瞬时变大，刀具承受不起而扎刀：车刀安装过低，切屑不易排出，切屑排出受阻瞬间切削力变大而造成扎刀。因此，安装车刀时应利用尾座顶尖对刀或用测量法使刀尖与工件的轴线等高。

（2）、工件或车刀装夹不牢：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）形成切削深度突增，出现扎刀现象。因此，工件及刀具必须装夹牢固，可使用尾座顶尖、中心架跟刀架等附件以增加工件刚性。

（3）、车刀磨损严重：磨擦加剧使切削力增大造成扎刀。 此时应及时刃磨刀具，保持车刀刃口的锋利。

（4）、进刀方法和背吃刀量选用不当：大螺距加工时刀具两刃一尖同时参与切削和背吃刀量过大致使切削力过大造成扎刀现象。因此，在大螺距加工时采用左右切削法或斜进法分层车削，车刀是单刃切削时，切削力和摩擦力都相对减小，所以不容易产生扎刀现象。另外，可采用自制的弹性刀杆，它在切削力超过一定值时，车刀能自动让刀，使切削保持适当厚度，有效避免扎刀现象的产生。

2、啃刀

啃刀的原因是车刀后角小、车刀不锋利、车刀安装得过高或过低，工件装夹不牢 。

解决方法：

（1）、车刀后角小：车削螺纹时，受螺纹升角的影响，车刀工作后角发生了变化。因此，刃磨车刀时，应注意车刀后角的选择，计算公式如下：车刀进给方向后角=（3°～5°）+ψ，另一侧后角=（3°～5°）-ψ。

（2）、车刀不锋利：车削螺纹时，受螺纹升角的影响，车刀工作前角发生了变化，车刀非进给方向工作前角为负值。因此，应保持车刀非进给方向切削刃刃口的锋利，可以采用垂直装刀法或刃磨卷屑槽以保证车刀的工作前角，保持车刀刃口的锋利。

（3）、车刀安装得过高或过低：过高，车刀工作后角减小，车刀的后刀面与工件摩擦增大，车刀刀面挤压工件，造成啃刀现象；过低，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

（4）、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。

3、乱牙

车削螺纹时，退刀采用提开合螺母的方法，再次进给（按下开合螺母）时，螺纹车刀偏离前一次进给车出的螺旋槽，称为乱牙。

乱牙的原因：

（1）、当丝杠转一转时，工件未转过整数转造成的。

（2）、工件或车刀装夹不牢，位置产生变化造成的。

（3）、粗车后换精车刀，对刀方法不正确造成的。

（4）、车床丝杆与开合螺母配合不良或丝杠轴向窜动造成的。

解决方法：

（1）、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，采用提起开合螺母，将床鞍摇至起始位置（即提开合螺母车螺纹），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，出现乱牙。解决方法是采用正反车法（倒顺车法）车削，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，再进行第二次进给，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，就不会出现乱牙。对于车削车床丝杠螺距与工件螺距比值成整数倍的螺纹，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。有利于提高生产率和保持丝杠精度，同时丝杠也较安全

（2）、工件或车刀应夹紧牢靠。

（3）、粗车后换精车刀对刀方法应正确。

（4）、及时调整丝杆与开合螺母配合位置，调整车床丝杆间隙。

4、竹节纹

出现竹节纹的原因是从主轴到丝杠之间的齿轮传动有周性期误差引起的。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。

解决方法：

检查齿轮的啮合状态，修换有误差或磨损的齿轮。

参考文献

[1]陈为华. 车工工艺与技能训练[M].盐城：中国矿业大学出版社。

[2]罗铸基. 高级车工技能训练[M].北京：中国劳动社会保障出版社。

[3]焦建民. 切削手册.北京：电子工业出版社。

[4] 勞动社会保障部教材办公室. 车工（中级）.北京：中国劳动社会保障出版社。