浅谈车削螺纹时常见故障及解决方法

浅谈车削螺纹时常见故障及解决方法

李鑫

菏泽工程技师学院李鑫

【摘要】：分析了车削螺纹时常见的故障，如牙型角不正确、螺距（或导程）不正确、表面粗糙度值大、乱牙、中径不正确等，针对故障产生的原因提出了相应的解决方法。

【关键词】：牙型角；螺距；表面粗糙度

螺纹是在圆柱工件表面上，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，带螺纹的零件应用得十分广泛。用车削的方法加工螺纹，是目前常用的加工方法。在卧式车床(如CA6140)上能车削米制、英寸制、模数和径节制四种标准螺纹，无论车削哪一种螺纹，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)再传给丝杠；由丝杠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、牙型角不正确

1.刀尖角不正确

刃磨车刀时刀尖角不正确，即车刀两切削刃在基面上投影之间的夹角与加工螺纹的牙型角不一致，导致加工出的螺纹角度不正确。解决方法：刃磨车刀时必须使用角度尺或样板来检测，得到正确的牙型角，其方法为：将样板或角度尺与车刀前面平行，再用透光法检查。

2.径向前角未修正

为了使车刀排屑顺利，减小表面粗糙度，减少积屑瘤现象，经常磨有径向前角，这样就引起车刀两侧切削不与工件轴向重合，使得车出工件的螺纹牙型角大于车刀的刀尖角，径向前角越大，牙型角的误差也越大。

解决方法：在刃磨有较大径向前角的螺纹车刀车螺纹时，刀尖角必须通过车刀两刃夹角进行修正，尤其加工精度较高的螺纹，其修正计算方法为：tana修=cosｒｐ-tana

式中：a——螺纹的牙型角；

γP——螺纹的径向前角；

——γ0≠0时的车刀两刃夹角。

3.高速切削时牙型角过大

在高速切削螺纹时，由于车刀对工件的挤压力产生挤压变形，会使加工出的牙型扩大，同时使工件胀大，所以在刃磨车刀时，两刃夹角应适当减小30′。另外，车削外螺纹前工件大径一般比公称尺寸小（约0.13D）。

4.车刀安装不正确

车刀安装不正确即车刀两切削刃的对称中心线与工件轴线不垂直，造成加工出的牙型角倾斜（俗称倒牙）。解决方法：用角度尺或样板来安装车刀，使对称中线与工件轴线垂直，并且刀尖与工件中心等高。

5.刀具磨损

刀具磨损后没有及时刃磨，造成加工出的牙型角两侧不是直线而是曲线或“乱牙”。解决方法：合理选用切削用量，车刀磨损后及时刃磨。

二、螺距不正确

1.螺纹全长不正确

螺纹全长不正确的原因是交换齿轮计算或组装错误，进给箱、溜板箱有关手柄位置扳错，可重新检查进给箱手柄位置或验算挂轮。

2.螺纹局部不正确

螺纹局部不正确的原因是车床丝杠和主轴的窜动过大，溜板箱手轮转动不平衡，开合螺母间隙过大。解决方法：如果是由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的轴向间隙；如果由是主轴轴向窜动引起的，可调整主轴后调整螺母，以消除推力球轴承的轴向间隙；如果是由溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴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；如果是溜板箱转动不平衡，可将溜板箱手轮拉出使之与转动轴脱开均匀转动。

3.车削过程中开合螺母自动抬起引起螺距不正确

解决方法是：调整开合螺母镶条适当减小间隙，控制开合螺母传动时抬起，或用重物挂在开合螺母手柄上防止中途抬起。

三、表面粗糙度值大

1.表面粗糙度值大的原因

（1）刀尖产生积屑瘤。

（2）刀柄刚性不够，切削时产生振动。

（3）车刀径向前角太大，中滑板丝杠螺母间隙过大产生扎刀。

（4）工件刚性差，且切削用量过大。

（5）车刀表面粗糙低。

2.解决方法

（1）如果是由积屑瘤引起的，选择合理的切削用量，并正确选择切削液。

（2）增加刀柄的截面积并减小刀柄伸出的长度，以增加车刀的刚性，避免振动。

（3）减小车刀径向前角，调整中滑板丝杠螺母，使其间隙尽可能最小。

（4）刀具切削刃口的表面粗糙度要比螺纹加工表面的粗糙度小２～３档次。

四、乱牙

乱牙的原因是当丝杠转一转时，工件未转过丝杠转数整数倍而造成的，即工件转数不是丝杠转数的整数倍。

常用预防乱牙的方法首先是开倒顺车，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，就不会产生乱牙。其次，当进刀纵向行程完成后，提起开合螺母脱离传动链退回，刀尖位置产生位移，应重新对刀。

五、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。

六、扎刀或顶弯工件

扎刀或顶弯工件的原因：车刀刀尖低于工件（机床）中心；车刀前角太大，中滑板丝杠间隙较大；工件刚性差，而切削用量选择太大。

解决方法：第一，安装车刀时，刀尖要对准工件中心，或略高些。第二，减小车刀前角，减小径向力，调整中滑板丝杠间隙。第三，根据工件刚性来选择合理的切削用量；增加工件的刚性，增加车刀刚性。

总之，车削螺纹时产生的故障形式是多种多样的，既有设备原因，也有刀具、测量、操作等原因，排除故障时要具体情况具体分析，通过各种检测方法和诊断手段，找出具体的影响因素，采取有效、合理的解决方法。

参考文献

[1]《车工实用技术手册》（江苏科学技术出版社）

[2]《车工工艺学》（机械工业出版社）

[3]《车工技能训练》（中国劳动社会保障出版社）