普通車床上車削螺紋常見故障舉析

陳亞峰

摘 要：普通車床上車削螺紋時，由于種種原因，產生的故障多種多樣，既有設備的原因，也有刀具、操作者、車削方法等原因，在排除故障時要通過各種檢測方法，找出具體的影響因素，采取有效的解決方法，保證螺紋的加工質量

關鍵詞：車刀；螺距；啃刀；亂牙；中徑；表面粗糙度

螺紋是在圓柱或圓錐工件表面上，沿著螺旋線所形成的，具有相同剖面的連續凸起和溝槽。在機械制造業中，螺紋無處不在，形狀多種多樣。由于螺紋常用于緊固、聯接及調節，又可用來傳遞動力，因此帶螺紋的零件應用得十分廣泛。螺紋的加工方法也很多，在普通車床上車削螺紋，是螺紋加工最為常用的方法之一。車削螺紋時，車床主軸與刀具之間必須保持嚴格的運動關系：即主軸每轉一轉（即工件轉一轉），刀具應均勻地移動一個（工件的）導程的距離。它們的運動關系是這樣保證的：主軸帶著工件一起轉動，主軸的運動經掛輪傳到進給箱；由進給箱經變速后（主要是為了獲得各種螺距）再傳給絲桿；由絲桿和溜板箱上的開合螺母配合帶 動刀架作直線移動，這樣工件的轉動和刀具的移動都是通過主軸的帶動來實現的，從而保證了工件和刀具之間嚴格的運動關系。在實際車削螺紋時，由于種種原因，常常將螺紋車廢，具體分析如下：

1 螺距不正確

螺距不正確的原因：

1、螺紋全長上螺距不正確是掛輪搭配不當或進給箱手柄位置不對引起的。

2、局部螺距不正確是由于車床絲杠本身引起的。

3、螺紋全長上螺距不均勻是絲杠的軸向竄動、主軸的軸向竄動、溜板箱的開合螺母與絲杠不同軸而造成嚙合不良、溜板箱燕尾導軌磨損而造成開合螺母閉合時不穩定、掛輪間隙過大等引起的。

解決方法：

1、重新檢查進給箱手柄位置或驗算掛輪。

2、螺距局部誤差一般由絲杠磨損引起，可更換絲杠或局部修復。

3、如果是主軸軸向竄動引起的，可調整主軸后調整螺母，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整開合螺母間隙。如果是燕尾導軌磨損，可配制燕尾導軌及鑲條，以達到正確的配合要求。如果是掛輪間隙過大，可采用重新調整掛輪間隙。

2 牙型不正確

牙型不正確的原因是車刀刀尖角刃磨不正確，車刀安裝不正確，車刀磨損。

解決方法：

1、正確刃磨和測量車刀刀尖角。

2、應合理的利用角度樣板或角度尺安裝車刀

3、合理選用切削用量并及時修磨車刀或更換車刀。

3 中徑尺寸不正確

中徑尺寸不正確的原因是吃刀太大，刻度盤不準，精車余量過小而又未及時測量或測量方法不當所造成。

解決方法：

1、車削前檢查刻度盤是否松動，及時調整鎖緊螺釘。

2、粗車后注意留有足夠的精車余量。

3、車刀刃口要鋒利，防止出現啃刀使螺紋牙側多車。

4、車削時應注意多測量并采用正確的測量方法。

4 螺紋表面粗糙度不正確

螺紋表面粗糙度達不到要求的原因是車刀刃口刃磨不光潔，切削液選擇不適當，切削用量選擇不適當以及切削時產生振動等造成。

解決方法：

1、車刀刃口刃磨不光潔：正確修整砂輪減小砂輪的跳動后精磨車刀或用油石研磨車刀。

2、切削液選擇不適當：選擇適當切削用量和切削液。

3、切削用量選擇不適當：粗、精車應明確分開，粗車后留有足夠的精車余量，精車時的吃刀量應適當小些；選擇適當的切削速度。

4、切削時產生振動：調整車床床鞍壓板及中、小滑板燕尾導軌的鑲條等，保證各導軌間隙的準確性，車刀和工件裝夾牢靠，增加工藝剛度，防止切削時產生振動。

五、5 1、扎刀

扎刀的原因是車刀安裝得過高或過低、工件或車刀裝夾不牢、車刀磨損嚴重、進刀方法和背吃刀量選用不當。

解決方法：

（1）、車刀安裝得過高或過低：車刀安裝得過高，使刀具實際后角減小，吃刀到一定深度時，車刀后刀面頂住工件，增大了摩擦力，繼續進刀，切削力瞬時變大，刀具承受不起而扎刀：車刀安裝過低，切屑不易排出，切屑排出受阻瞬間切削力變大而造成扎刀。因此，安裝車刀時應利用尾座頂尖對刀或用測量法使刀尖與工件的軸線等高。

（2）、工件或車刀裝夾不牢：工件本身的剛性不能承受車削時的切削力，因而產生過大的撓度，改變了車刀與工件的中心高度（工件被抬高）形成切削深度突增，出現扎刀現象。因此，工件及刀具必須裝夾牢固，可使用尾座頂尖、中心架跟刀架等附件以增加工件剛性。

（3）、車刀磨損嚴重：磨擦加劇使切削力增大造成扎刀。 此時應及時刃磨刀具，保持車刀刃口的鋒利。

（4）、進刀方法和背吃刀量選用不當：大螺距加工時刀具兩刃一尖同時參與切削和背吃刀量過大致使切削力過大造成扎刀現象。因此，在大螺距加工時采用左右切削法或斜進法分層車削，車刀是單刃切削時，切削力和摩擦力都相對減小，所以不容易產生扎刀現象。另外，可采用自制的彈性刀桿，它在切削力超過一定值時，車刀能自動讓刀，使切削保持適當厚度，有效避免扎刀現象的產生。

2、啃刀

啃刀的原因是車刀后角小、車刀不鋒利、車刀安裝得過高或過低，工件裝夾不牢 。

解決方法：

（1）、車刀后角小：車削螺紋時，受螺紋升角的影響，車刀工作后角發生了變化。因此，刃磨車刀時，應注意車刀后角的選擇，計算公式如下：車刀進給方向后角=（3°～5°）+ψ，另一側后角=（3°～5°）-ψ。

（2）、車刀不鋒利：車削螺紋時，受螺紋升角的影響，車刀工作前角發生了變化，車刀非進給方向工作前角為負值。因此，應保持車刀非進給方向切削刃刃口的鋒利，可以采用垂直裝刀法或刃磨卷屑槽以保證車刀的工作前角，保持車刀刃口的鋒利。

（3）、車刀安裝得過高或過低：過高，車刀工作后角減小，車刀的后刀面與工件摩擦增大，車刀刀面擠壓工件，造成啃刀現象；過低，切屑不易排出，車刀徑向力的方向是工件中心，加上橫進絲杠與螺母間隙過大，致使吃刀深度不斷自動趨向加深，從而把工件抬起，出現啃刀。此時，應及時調整車刀高度，使其刀尖與工件的軸線等高

（4）、工件裝夾不牢：工件本身的剛性不能承受車削時的切削力，因而產生過大的撓度，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，出現啃刀，此時應把工件裝夾牢固，可使用尾座頂尖等，以增加工件剛性。

3、亂牙

車削螺紋時，退刀采用提開合螺母的方法，再次進給（按下開合螺母）時，螺紋車刀偏離前一次進給車出的螺旋槽，稱為亂牙。

亂牙的原因：

（1）、當絲杠轉一轉時，工件未轉過整數轉造成的。

（2）、工件或車刀裝夾不牢，位置產生變化造成的。

（3）、粗車后換精車刀，對刀方法不正確造成的。

（4）、車床絲桿與開合螺母配合不良或絲杠軸向竄動造成的。

解決方法：

（1）、當車床絲杠螺距與工件螺距比值不成整倍數時，如果在退刀時，采用提起開合螺母，將床鞍搖至起始位置（即提開合螺母車螺紋），那么，再次閉合開合螺母時，就會發生車刀刀尖不在前一刀所車出的螺旋槽內，出現亂牙。解決方法是采用正反車法（倒順車法）車削，即在第一次行程結束時，不提起開合螺母，把刀沿徑向退出后，將主軸反轉，使車刀沿縱向退回，再進行第二次進給，這樣往復過程中，因主軸、絲杠和刀架之間的傳動沒有分離過，車刀始終在原來的螺旋槽中，就不會出現亂牙。對于車削車床絲杠螺距與工件螺距比值成整數倍的螺紋，工件和絲杠都在旋轉，提起開合螺母后，至少要等絲杠轉過一轉，才能重新合上開合螺母，這樣當絲杠轉過一轉時，工件轉了整數倍，車刀就能進入前一刀車出的螺旋槽內，就不會出現亂扣，這樣就可以采用打開開合螺母，手動退刀。有利于提高生產率和保持絲杠精度，同時絲杠也較安全

（2）、工件或車刀應夾緊牢靠。

（3）、粗車后換精車刀對刀方法應正確。

（4）、及時調整絲桿與開合螺母配合位置，調整車床絲桿間隙。

4、竹節紋

出現竹節紋的原因是從主軸到絲杠之間的齒輪傳動有周性期誤差引起的。如掛輪箱內的齒輪，進給箱內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中心低，從而引起絲杠旋轉周期性不均勻，帶動刀具移動的周期性不均勻，導致竹節紋的出現。

解決方法：

檢查齒輪的嚙合狀態，修換有誤差或磨損的齒輪。

參考文獻

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