车削螺纹时常见故障及解决方法

王大鹏

摘 要：在普通卧式车床上完成螺纹加工是非常常见的一道工序，也是非常容易出现故障的一道工序。该文将主要针对论述普通卧式车床加工螺纹时常见故障及处理方法。

关键词：螺纹加工 螺距 卧式车床

中图分类号：TG62；TG51 文献标识码： A 文章编号：1674-098X（2014）03（a）-0101-02

螺纹是根据螺旋线在圆柱表面或圆锥表面上加工出具有相同断面的连续凸起和沟槽。在各行各业，螺纹在联接、传动、密封等方面的应用非常广泛。该文将主要针对在普通卧式车床上车削螺纹容易出现的故障进行分析。

在普通卧式车床上除了能车削公制、英制、模数制和径节制标准螺纹，也能根据需要车削出非标准螺纹，无论哪种螺纹，车床主轴带动工件的主运动与刀具的进给运动之间必须保持严格同步传动关系：即主轴每转动一周（带动工件同步转动），刀具就应该匀速的移动一个螺纹导程的距离。它们之间的传动关系如下：主轴带动工件同步转动，主轴的旋转运动传递至挂轮箱，挂轮箱的齿轮可根据加工螺纹的螺距进行换算更换，再传至进给箱；由进给箱经变速后（变速可加工不同螺距的螺纹）再传递至丝杠；经开合螺母与丝杆配合带动刀架作纵向移动，这样工件的转动和刀具的移动都是通过主轴同步运动来实现的，保证了工件和刀具之间传动的同步一致性。

在实际生产过程中，受操作不当、设备精度不高等影响，会在主轴到刀具之间的运动关系出现问题，从而无法加工出符合要求的螺纹，需要找出故障点并及时处理。车削螺纹时常见故障及解决方法如下。

1 膨胀量

由于高速切削过程中存在挤压变形、摩擦生热等现象，导致螺纹牙型与标准牙型存在差异。解决方法：一般将外螺纹大径车得比公称尺寸小0.2～0.4 mm（约0.13 P），保证车好螺纹后牙顶处有0.125 P的宽度（P是螺距），镗内螺纹的底孔时保证底孔直径=公称直径-P；螺纹加工过程中，由于车刀吃刀量逐渐增大、接触面积增大对工件产生挤压，会使牙型角扩大，同时使工件膨胀，所以在刃磨车刀时，刀尖角度应适当减小30 ′；选择合适的切削液，以起到减小摩擦和降低温度的作用。

2 进、退刀速度变化

螺纹切削在两端的升速阶段和降速退刀阶段，会引起螺距的变化。解决方法：螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀距离和降速退刀距离，以剔除两端因变速而出现的非标准螺距的螺纹段，一般升速进刀距离和降速退刀距离取螺距的2～3倍。同理，车削螺纹的过程中进给速度是不能改变的；若需要暂停，车刀可在一次走刀过程结束后或先将车刀退出螺旋槽后再停止。

3 扎刀或工件弯曲变形

车刀刀尖安装高度高于或低于工件回转中心；中滑板丝杠间隙较大；工件刚性差，同时选择的切削用量太大。解决方法：（1）车刀安装高于或低于工件回转中心：刀尖高于回转中心，当吃刀量达到一定深度时，车刀的后刀面将与螺纹牙型面接触，由切削变为摩擦，会将工件顶弯，造成扎刀现象；刀尖低于回转中心，则切屑不易排出，车刀对工件的作用力向上，从而出现将工件向上抬起的趋势，出现扎刀。在这种情况下，应及时将车刀刀尖与工件的轴线调节至相同高度，可利用尾座顶尖对齐刀尖等方法。在粗车和半精车时，刀尖高度可比工件的中心高出1%D左右（D表示被加工工件直径）。如果工件的外径比较大，车刀高度允许有偏差（针对车外圆）。如果车内孔车刀的高度也可以稍偏高。（2）中滑板丝杠间隙较大，车削过程中产生横向窜动，吃刀量不均匀，容易产生振动、扎刀：调整中滑板丝杠间隙。（3）工件刚性差，同时选择的切削用量太大：工件的结构或材质不能承受车削时的切削力，刀具的作用力会使工件产生弯曲变形，车刀刀尖与工件中心相对位置不断变化，形成切削深度忽深忽浅，出现扎刀，此时应使用顶尖等方法把工件装夹牢固，以提高工件刚性；根据工件刚性来选择合理的切削用量；可选用弹性刀杆，出现扎刀时起到缓冲作用。

4 乱牙

乱牙的原因是当工件转动一周时，车刀未匀速移动一个螺距的距离而造成的，即工件螺距不是丝杠螺距的整数倍。解决方法：（1）当车床丝杠螺距与工件的螺距比例不是整数倍：只能使用车床的正反转进行进退刀加工的方法，即在一次车削结束时，让开合螺母不脱开，转动中滑板让车刀沿径向退出后，再将主轴反转，使车刀沿纵向退回，再次车削时用中滑板调节车刀的切入深度，再继续开顺车，主轴正转，进行下一次走刀。因整个加工过程主轴、丝杠和刀架之间的传动没有脱开过，车刀将始终在原来的牙型槽内，就不会产生乱牙了。需要注意得的是，开合螺母使用时容易松动，可以压上重物防止加工过程中松动。（2）当车床丝杠螺距与工件螺距比值成整倍数：如果工件和丝杠都在转动，提起开合螺母后需要第二次加工再次合上开合螺母时，车刀切入牙型槽前至少有2～3倍螺距的空行程距离，以便消除丝杆间隙。合上开合螺母后一定要让开合螺母与丝杆完全啮合，加工过程中不能有松动，这样才保证了工件与丝杆之间的传动一致性，车刀就能重复上一次的加工路径，不会出现乱牙，这时可以用提起开合螺母的方法进行手动退刀。

5 螺纹牙型角偏差

5.1 刀尖角不准确

螺纹车刀尖角角度εr不标准，即车刀两切削刃在基面上投影的夹角与被加工螺纹的牙型角α不一致，导致加工出的螺纹牙型角α不符合要求。解决方法：必须使用角度尺或标准的角度样板来检测刃磨的车刀角度。将角度样板或角度尺与车刀前刀面平行，再用透光、涂色等方法检查，刃磨出正确的刀尖角度。

5.2 修正车刀前角

车削螺纹时排屑流畅、工件表面粗糙度低、刀具耐用是提高加工质量和效率的重要因素，磨出带有径向前角rp的车刀是解决这些问题的办法之一，而带有径向前角rp的车刀会导致车刀两侧切削刃与工件轴线不等高，使得车出工件的螺纹牙型角大于车刀的刀尖角，径向前角rp越大，牙型角的误差也越大，如图1所示。同时车削出的螺纹牙型在轴向剖面内也不是直线，而是曲线，影响螺纹副的旋合质量。解决方法：在刃磨有较大径向前角的螺纹车刀时，刀尖角必须通过车刀两刀刃在基面投影的夹角进行修正，其修正计算方法如下：

tanεr=cosrp·tanα

式中，εr为车刀两刃夹角；rp为径向前角；α为牙型角。

一般粗加工为了排屑顺畅可以采用大前角车刀，精加工时则可以采用没有前角的车刀加工，这样就可以保证牙型角的准确性。

5.3 车刀安装未找正

车刀在安装时刀尖角的中心线必须与工件的回转中心线垂直，如图2所示。

总体而言，螺纹加工除了上述问题之外，还有螺纹牙型粗糙、螺距不准确、多线螺纹螺距不一致等诸多问题。有机床本身传动精度的原因，也有操作不当及检测有误等引起的故障，这就需要操作者有丰富的经验，不断总结，利用不同的检测和诊断方法去解决问题。

参考文献

[1] 颜伟.金工实训[M].北京理工大学出版社，2012.

[2] 卢志珍.机械测量技术[M].机械工业出版社，2011.endprint

摘 要：在普通卧式车床上完成螺纹加工是非常常见的一道工序，也是非常容易出现故障的一道工序。该文将主要针对论述普通卧式车床加工螺纹时常见故障及处理方法。

关键词：螺纹加工 螺距 卧式车床

中图分类号：TG62；TG51 文献标识码： A 文章编号：1674-098X（2014）03（a）-0101-02

螺纹是根据螺旋线在圆柱表面或圆锥表面上加工出具有相同断面的连续凸起和沟槽。在各行各业，螺纹在联接、传动、密封等方面的应用非常广泛。该文将主要针对在普通卧式车床上车削螺纹容易出现的故障进行分析。

在普通卧式车床上除了能车削公制、英制、模数制和径节制标准螺纹，也能根据需要车削出非标准螺纹，无论哪种螺纹，车床主轴带动工件的主运动与刀具的进给运动之间必须保持严格同步传动关系：即主轴每转动一周（带动工件同步转动），刀具就应该匀速的移动一个螺纹导程的距离。它们之间的传动关系如下：主轴带动工件同步转动，主轴的旋转运动传递至挂轮箱，挂轮箱的齿轮可根据加工螺纹的螺距进行换算更换，再传至进给箱；由进给箱经变速后（变速可加工不同螺距的螺纹）再传递至丝杠；经开合螺母与丝杆配合带动刀架作纵向移动，这样工件的转动和刀具的移动都是通过主轴同步运动来实现的，保证了工件和刀具之间传动的同步一致性。

在实际生产过程中，受操作不当、设备精度不高等影响，会在主轴到刀具之间的运动关系出现问题，从而无法加工出符合要求的螺纹，需要找出故障点并及时处理。车削螺纹时常见故障及解决方法如下。

1 膨胀量

由于高速切削过程中存在挤压变形、摩擦生热等现象，导致螺纹牙型与标准牙型存在差异。解决方法：一般将外螺纹大径车得比公称尺寸小0.2～0.4 mm（约0.13 P），保证车好螺纹后牙顶处有0.125 P的宽度（P是螺距），镗内螺纹的底孔时保证底孔直径=公称直径-P；螺纹加工过程中，由于车刀吃刀量逐渐增大、接触面积增大对工件产生挤压，会使牙型角扩大，同时使工件膨胀，所以在刃磨车刀时，刀尖角度应适当减小30 ′；选择合适的切削液，以起到减小摩擦和降低温度的作用。

2 进、退刀速度变化

螺纹切削在两端的升速阶段和降速退刀阶段，会引起螺距的变化。解决方法：螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀距离和降速退刀距离，以剔除两端因变速而出现的非标准螺距的螺纹段，一般升速进刀距离和降速退刀距离取螺距的2～3倍。同理，车削螺纹的过程中进给速度是不能改变的；若需要暂停，车刀可在一次走刀过程结束后或先将车刀退出螺旋槽后再停止。

3 扎刀或工件弯曲变形

车刀刀尖安装高度高于或低于工件回转中心；中滑板丝杠间隙较大；工件刚性差，同时选择的切削用量太大。解决方法：（1）车刀安装高于或低于工件回转中心：刀尖高于回转中心，当吃刀量达到一定深度时，车刀的后刀面将与螺纹牙型面接触，由切削变为摩擦，会将工件顶弯，造成扎刀现象；刀尖低于回转中心，则切屑不易排出，车刀对工件的作用力向上，从而出现将工件向上抬起的趋势，出现扎刀。在这种情况下，应及时将车刀刀尖与工件的轴线调节至相同高度，可利用尾座顶尖对齐刀尖等方法。在粗车和半精车时，刀尖高度可比工件的中心高出1%D左右（D表示被加工工件直径）。如果工件的外径比较大，车刀高度允许有偏差（针对车外圆）。如果车内孔车刀的高度也可以稍偏高。（2）中滑板丝杠间隙较大，车削过程中产生横向窜动，吃刀量不均匀，容易产生振动、扎刀：调整中滑板丝杠间隙。（3）工件刚性差，同时选择的切削用量太大：工件的结构或材质不能承受车削时的切削力，刀具的作用力会使工件产生弯曲变形，车刀刀尖与工件中心相对位置不断变化，形成切削深度忽深忽浅，出现扎刀，此时应使用顶尖等方法把工件装夹牢固，以提高工件刚性；根据工件刚性来选择合理的切削用量；可选用弹性刀杆，出现扎刀时起到缓冲作用。

4 乱牙

乱牙的原因是当工件转动一周时，车刀未匀速移动一个螺距的距离而造成的，即工件螺距不是丝杠螺距的整数倍。解决方法：（1）当车床丝杠螺距与工件的螺距比例不是整数倍：只能使用车床的正反转进行进退刀加工的方法，即在一次车削结束时，让开合螺母不脱开，转动中滑板让车刀沿径向退出后，再将主轴反转，使车刀沿纵向退回，再次车削时用中滑板调节车刀的切入深度，再继续开顺车，主轴正转，进行下一次走刀。因整个加工过程主轴、丝杠和刀架之间的传动没有脱开过，车刀将始终在原来的牙型槽内，就不会产生乱牙了。需要注意得的是，开合螺母使用时容易松动，可以压上重物防止加工过程中松动。（2）当车床丝杠螺距与工件螺距比值成整倍数：如果工件和丝杠都在转动，提起开合螺母后需要第二次加工再次合上开合螺母时，车刀切入牙型槽前至少有2～3倍螺距的空行程距离，以便消除丝杆间隙。合上开合螺母后一定要让开合螺母与丝杆完全啮合，加工过程中不能有松动，这样才保证了工件与丝杆之间的传动一致性，车刀就能重复上一次的加工路径，不会出现乱牙，这时可以用提起开合螺母的方法进行手动退刀。

5 螺纹牙型角偏差

5.1 刀尖角不准确

螺纹车刀尖角角度εr不标准，即车刀两切削刃在基面上投影的夹角与被加工螺纹的牙型角α不一致，导致加工出的螺纹牙型角α不符合要求。解决方法：必须使用角度尺或标准的角度样板来检测刃磨的车刀角度。将角度样板或角度尺与车刀前刀面平行，再用透光、涂色等方法检查，刃磨出正确的刀尖角度。

5.2 修正车刀前角

车削螺纹时排屑流畅、工件表面粗糙度低、刀具耐用是提高加工质量和效率的重要因素，磨出带有径向前角rp的车刀是解决这些问题的办法之一，而带有径向前角rp的车刀会导致车刀两侧切削刃与工件轴线不等高，使得车出工件的螺纹牙型角大于车刀的刀尖角，径向前角rp越大，牙型角的误差也越大，如图1所示。同时车削出的螺纹牙型在轴向剖面内也不是直线，而是曲线，影响螺纹副的旋合质量。解决方法：在刃磨有较大径向前角的螺纹车刀时，刀尖角必须通过车刀两刀刃在基面投影的夹角进行修正，其修正计算方法如下：

tanεr=cosrp·tanα

式中，εr为车刀两刃夹角；rp为径向前角；α为牙型角。

一般粗加工为了排屑顺畅可以采用大前角车刀，精加工时则可以采用没有前角的车刀加工，这样就可以保证牙型角的准确性。

5.3 车刀安装未找正

车刀在安装时刀尖角的中心线必须与工件的回转中心线垂直，如图2所示。

总体而言，螺纹加工除了上述问题之外，还有螺纹牙型粗糙、螺距不准确、多线螺纹螺距不一致等诸多问题。有机床本身传动精度的原因，也有操作不当及检测有误等引起的故障，这就需要操作者有丰富的经验，不断总结，利用不同的检测和诊断方法去解决问题。

参考文献

[1] 颜伟.金工实训[M].北京理工大学出版社，2012.

[2] 卢志珍.机械测量技术[M].机械工业出版社，2011.endprint

摘 要：在普通卧式车床上完成螺纹加工是非常常见的一道工序，也是非常容易出现故障的一道工序。该文将主要针对论述普通卧式车床加工螺纹时常见故障及处理方法。

关键词：螺纹加工 螺距 卧式车床

中图分类号：TG62；TG51 文献标识码： A 文章编号：1674-098X（2014）03（a）-0101-02

螺纹是根据螺旋线在圆柱表面或圆锥表面上加工出具有相同断面的连续凸起和沟槽。在各行各业，螺纹在联接、传动、密封等方面的应用非常广泛。该文将主要针对在普通卧式车床上车削螺纹容易出现的故障进行分析。

在普通卧式车床上除了能车削公制、英制、模数制和径节制标准螺纹，也能根据需要车削出非标准螺纹，无论哪种螺纹，车床主轴带动工件的主运动与刀具的进给运动之间必须保持严格同步传动关系：即主轴每转动一周（带动工件同步转动），刀具就应该匀速的移动一个螺纹导程的距离。它们之间的传动关系如下：主轴带动工件同步转动，主轴的旋转运动传递至挂轮箱，挂轮箱的齿轮可根据加工螺纹的螺距进行换算更换，再传至进给箱；由进给箱经变速后（变速可加工不同螺距的螺纹）再传递至丝杠；经开合螺母与丝杆配合带动刀架作纵向移动，这样工件的转动和刀具的移动都是通过主轴同步运动来实现的，保证了工件和刀具之间传动的同步一致性。

在实际生产过程中，受操作不当、设备精度不高等影响，会在主轴到刀具之间的运动关系出现问题，从而无法加工出符合要求的螺纹，需要找出故障点并及时处理。车削螺纹时常见故障及解决方法如下。

1 膨胀量

由于高速切削过程中存在挤压变形、摩擦生热等现象，导致螺纹牙型与标准牙型存在差异。解决方法：一般将外螺纹大径车得比公称尺寸小0.2～0.4 mm（约0.13 P），保证车好螺纹后牙顶处有0.125 P的宽度（P是螺距），镗内螺纹的底孔时保证底孔直径=公称直径-P；螺纹加工过程中，由于车刀吃刀量逐渐增大、接触面积增大对工件产生挤压，会使牙型角扩大，同时使工件膨胀，所以在刃磨车刀时，刀尖角度应适当减小30 ′；选择合适的切削液，以起到减小摩擦和降低温度的作用。

2 进、退刀速度变化

螺纹切削在两端的升速阶段和降速退刀阶段，会引起螺距的变化。解决方法：螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀距离和降速退刀距离，以剔除两端因变速而出现的非标准螺距的螺纹段，一般升速进刀距离和降速退刀距离取螺距的2～3倍。同理，车削螺纹的过程中进给速度是不能改变的；若需要暂停，车刀可在一次走刀过程结束后或先将车刀退出螺旋槽后再停止。

3 扎刀或工件弯曲变形

车刀刀尖安装高度高于或低于工件回转中心；中滑板丝杠间隙较大；工件刚性差，同时选择的切削用量太大。解决方法：（1）车刀安装高于或低于工件回转中心：刀尖高于回转中心，当吃刀量达到一定深度时，车刀的后刀面将与螺纹牙型面接触，由切削变为摩擦，会将工件顶弯，造成扎刀现象；刀尖低于回转中心，则切屑不易排出，车刀对工件的作用力向上，从而出现将工件向上抬起的趋势，出现扎刀。在这种情况下，应及时将车刀刀尖与工件的轴线调节至相同高度，可利用尾座顶尖对齐刀尖等方法。在粗车和半精车时，刀尖高度可比工件的中心高出1%D左右（D表示被加工工件直径）。如果工件的外径比较大，车刀高度允许有偏差（针对车外圆）。如果车内孔车刀的高度也可以稍偏高。（2）中滑板丝杠间隙较大，车削过程中产生横向窜动，吃刀量不均匀，容易产生振动、扎刀：调整中滑板丝杠间隙。（3）工件刚性差，同时选择的切削用量太大：工件的结构或材质不能承受车削时的切削力，刀具的作用力会使工件产生弯曲变形，车刀刀尖与工件中心相对位置不断变化，形成切削深度忽深忽浅，出现扎刀，此时应使用顶尖等方法把工件装夹牢固，以提高工件刚性；根据工件刚性来选择合理的切削用量；可选用弹性刀杆，出现扎刀时起到缓冲作用。

4 乱牙

乱牙的原因是当工件转动一周时，车刀未匀速移动一个螺距的距离而造成的，即工件螺距不是丝杠螺距的整数倍。解决方法：（1）当车床丝杠螺距与工件的螺距比例不是整数倍：只能使用车床的正反转进行进退刀加工的方法，即在一次车削结束时，让开合螺母不脱开，转动中滑板让车刀沿径向退出后，再将主轴反转，使车刀沿纵向退回，再次车削时用中滑板调节车刀的切入深度，再继续开顺车，主轴正转，进行下一次走刀。因整个加工过程主轴、丝杠和刀架之间的传动没有脱开过，车刀将始终在原来的牙型槽内，就不会产生乱牙了。需要注意得的是，开合螺母使用时容易松动，可以压上重物防止加工过程中松动。（2）当车床丝杠螺距与工件螺距比值成整倍数：如果工件和丝杠都在转动，提起开合螺母后需要第二次加工再次合上开合螺母时，车刀切入牙型槽前至少有2～3倍螺距的空行程距离，以便消除丝杆间隙。合上开合螺母后一定要让开合螺母与丝杆完全啮合，加工过程中不能有松动，这样才保证了工件与丝杆之间的传动一致性，车刀就能重复上一次的加工路径，不会出现乱牙，这时可以用提起开合螺母的方法进行手动退刀。

5 螺纹牙型角偏差

5.1 刀尖角不准确

螺纹车刀尖角角度εr不标准，即车刀两切削刃在基面上投影的夹角与被加工螺纹的牙型角α不一致，导致加工出的螺纹牙型角α不符合要求。解决方法：必须使用角度尺或标准的角度样板来检测刃磨的车刀角度。将角度样板或角度尺与车刀前刀面平行，再用透光、涂色等方法检查，刃磨出正确的刀尖角度。

5.2 修正车刀前角

车削螺纹时排屑流畅、工件表面粗糙度低、刀具耐用是提高加工质量和效率的重要因素，磨出带有径向前角rp的车刀是解决这些问题的办法之一，而带有径向前角rp的车刀会导致车刀两侧切削刃与工件轴线不等高，使得车出工件的螺纹牙型角大于车刀的刀尖角，径向前角rp越大，牙型角的误差也越大，如图1所示。同时车削出的螺纹牙型在轴向剖面内也不是直线，而是曲线，影响螺纹副的旋合质量。解决方法：在刃磨有较大径向前角的螺纹车刀时，刀尖角必须通过车刀两刀刃在基面投影的夹角进行修正，其修正计算方法如下：

tanεr=cosrp·tanα

式中，εr为车刀两刃夹角；rp为径向前角；α为牙型角。

一般粗加工为了排屑顺畅可以采用大前角车刀，精加工时则可以采用没有前角的车刀加工，这样就可以保证牙型角的准确性。

5.3 车刀安装未找正

车刀在安装时刀尖角的中心线必须与工件的回转中心线垂直，如图2所示。

总体而言，螺纹加工除了上述问题之外，还有螺纹牙型粗糙、螺距不准确、多线螺纹螺距不一致等诸多问题。有机床本身传动精度的原因，也有操作不当及检测有误等引起的故障，这就需要操作者有丰富的经验，不断总结，利用不同的检测和诊断方法去解决问题。

参考文献

[1] 颜伟.金工实训[M].北京理工大学出版社，2012.

[2] 卢志珍.机械测量技术[M].机械工业出版社，2011.endprint