簡析普通車床上多線螺紋的車削加工

荊凱

摘 要：在車床上進行多線螺紋加工是車削中較難的一個課題。文章從螺紋車刀的正確刃磨和分線方法等入手來剖析解決車削多頭螺紋的難點問題——“扎刀”和“分線不勻”，通過對機床設備的檢查調整、螺紋車刀的改進及正確安裝、關鍵的多線螺紋切削加工操作方法注意事項，使同學們不僅能有效保證多線螺紋的加工精度和加工工件的質量，而且在加工效率方面也能有很大的提高，為職業院校的數控加工實習提供理論依據。

關鍵詞：多線螺紋；導程；分線；扎刀

中圖分類號：TG51；TG62 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）12-0086-02

多線螺紋的加工不僅是中級車工技能鑒定經常考核的內容，尤其是對于傳統機床來說，也是車工實操訓練中難度較大的實習課題。實習中在車削過程時要保證多線螺紋的尺寸精度和形狀精度，同時保證幾條螺紋的相互位置精度，還要保證表面粗糙度等表面質量。多線螺紋的導程角較大，牙型深，切削層面積大，所以加工時常常會出現“扎刀”現象；又因為操作者個人的技術水平問題，會使其在加工中出現“分線”不勻現象。如果螺紋分線時出現超差，就會直接影響到內外螺紋之間的配合性能，輕則增加過度磨損，影響零件壽命；嚴重時會造成無法安裝，產品報廢。下面就從這幾個方面淺談一下典型的多線螺紋的車削加工。

1 多線螺紋的概述

1.1 螺紋的定義

在機械加工中，螺紋是在一根圓柱形的軸上（或內孔表面）用刀具或砂輪切成的，此時工件轉一轉，刀具沿著工件軸向移動一定的距離，刀具在工件上切出的痕跡就是螺紋。在現在的很多機械產品中，螺紋是應用最為廣泛的，其中三角螺紋主要起聯接作用；矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋主要起傳動作用，螺紋還有改變運動形式的作用。螺紋按螺旋線方向分為左旋的和右旋的兩種，一般用右旋螺紋。按螺旋線的數量分為單線螺紋、雙線螺紋及多線螺紋。按使用場合和功能不同，可分為緊固螺紋、管螺紋、傳動螺紋、專用螺紋等。螺旋線在軸向等距分布時稱之為多線螺紋。切削加工精度難掌握，屬于難度中等偏上加工件。

1.2 多線螺紋的技術要求

多線螺紋的技術要求有：

①多線螺紋的螺距必須相等。

②多線螺紋的小徑必須相等。

③多線螺紋的牙型角必須相等。

1.3 影響多線螺紋切削加工精度的主要因素

影響多線螺紋切削加工精度的主要因素有以下幾方面。

1.3.1 設備方面

由于多線螺紋工件技術要求較高，螺旋升角大，刀具與工件的切削接觸面寬，切削抗力大，工件剛性差。因此，往往由于機床設備本身沒有達到使用要求而使螺紋切削失敗，或是尺寸精度、位置精度或表面精度達不到要求，使得工件報廢。在操作加工中，變換手柄位置及調整掛輪，可以有效提高螺紋的合格率。另外，粗精車采用一夾一頂的裝夾方法，進行工件車削時盡可能縮短裝夾長度，在保證加工精度的同時，盡可能提高工件的剛性。調整尾座，使頂尖中心與主軸中心線保持一致。檢查中、小拖板的刻度盤刻痕是否清淅，進格數對應的進給量應準確無誤。

1.3.2 刀具方面

鑒于多線螺紋導程大，刀具的工作角度會發生很大變化，切削過程不平穩，尺寸精度和形狀位置公差達不到合格標準，切削加工時間延長，效率降低。俗話說：磨刀不誤砍柴工。車刀刃磨的好壞，不僅直接影響加工工件質量，而且也決定著生產效率的高低，它是保證加工質量的首要條件，是一個前提。螺紋車刀左右切削刃必須是直線。對于蝸桿車刀幾何參數選擇，主要根據工件的材料和刀具材料來考慮。在安裝刀具時，采用水平裝刀方法，刀尖必須對準工件軸心，刀尖角的中心線與工件軸心線相垂直。刀頭不歪斜，牙型半角相等，刀尖靠近進刀一側，目的是加工時退刀安全。

1.3.3 操作方法

切削加工操作方法不當或切削步驟混亂，將嚴重影響多線螺紋的分線精度、尺寸精度、表面質量、形狀和位置精度及其他精度，導致效率降低，工件切削加工不合格。若螺紋分線出現偏差，導致車削時多線螺紋的螺距會不相等，所以必須加強加工操作時的手動控制。為保證多線螺紋的加工精度，將切削加工分為粗車、精車兩個工序進行。切削過程中需加注充分的冷卻液，最重要的是切削操作順序及操作方法。車削時，采用合理正確的粗精車方法，是保證工件加工質量和提高加工效率的重要手段和有效措施。嚴格按照上述方法，不僅能保證多線螺紋的加工精度和表面質量，并且能夠提高螺紋切削效率，縮短切削加工時間，而且操作簡單、易學，適合高職高專院校學生采用。

2 多線螺紋加工中經常出現的問題及改進措施

2.1 分線不準

①采用直進法車削小直徑多線螺紋，這樣可以避免分線不準的情況發生。對于大直徑的多線螺紋，必須采用左右車削法車削。那么手動操作時就要注意提高分線精度，協調好加工順序，把握好進給方向和水平等位置。

②中途改變了車刀徑向或軸向位置。注意重新對刀，確定好加工順序，做到粗精分開，工藝工序明確。

③多線螺紋裝夾不牢固。此時，切削力過大會造成螺紋的松動，有安全隱患。

2.2 扎刀及改進

2.2.1 扎刀

在車削操作訓練過程中，扎刀是經常出現的現象，在出現扎刀問題后，有的同學就會產生害怕的心理，因而每次進刀都很小心，切削深度較少，走刀次數增多，致使切削多線螺紋蝸桿的效率降低，甚至屢次出現扎刀現象，造成了“越扎越怕”的心理。為什么會這樣呢？因為沒有掌握好產生扎刀的原因和解決辦法，腦中比較機械茫然。因此，在車削出現扎刀問題后，要根據實際具體情況，及時分析并找出產生扎刀的原因，從而采取有效的方法加以解決。

2.2.2 扎刀的原因

扎刀具體的原因有：車床中滑板、小滑板的間隙沒有調整適當；安裝車刀時刀桿伸出過長或刀桿剛性不足；車刀刀尖低于工件中心；工件剛性不足；車刀不夠鋒利；車刀正前角過大，造成徑向切削力把車刀拉向工件造成“扎刀”；操作方法不當，車刀三個刃同時受力。

2.2.3 改進措施

預防和解決“扎刀“問題產生的方法：粗車前，要適當調整好車床滑板間隙；車刀的伸出長度盡量短一些，刀桿盡量粗些；安裝車刀刀尖等高于工件中心；合理安排工序保證工件裝夾剛性；車刀幾何參數選好，保持鋒利；操作方法要正確，采用左右車削法，避免三個刃同時切削。

2.3 克服小滑板行程不足或由于小滑板伸出過長造成小

滑板切削強度不足的方法

加工多線螺紋時，當一條螺旋槽加工完后車刀軸向移動一個所需的螺距P，加上小滑板軸向移動量等于螺距的方法。

2.4 正確安裝螺紋車刀

螺紋車刀的裝夾會影響工件的牙型和牙型角。一般情況下，螺紋車刀的刀尖角等于牙型角。正確安裝螺紋車刀，要求左右切削刃組成的平面要和工件軸線等高；刀尖的對稱中心線應垂直于螺紋軸線，有些情況下，允許刀尖稍高于工件軸線；螺紋車刀伸出刀架長度要適中，過長影響刀桿剛性，過短影響切削運行軌跡。在加工過程中，螺紋車刀安裝錯誤會使螺紋牙形不一致，影響表面粗糙度和形位公差；其次更容易造成扎刀現象。綜上，要正確安裝螺紋車刀需做到：安裝前保證刀桿及刀片定位面清潔，無損傷；將刀桿安裝在刀架上時，應保證刀桿方向正確；安裝刀具時需注意使刀尖等高于主軸的回轉中心。

3 車削螺紋時的注意事項

①螺紋加工的進刀量應不斷減少，具體進刀量根據刀具及工件材料進行選擇。螺紋加工完成后可以通過觀察螺紋牙型判斷螺紋質量及時采取措施。同時，要選擇適當的轉速和進刀量，選擇合理的冷卻潤滑液。

②多線螺紋的導程大，車削時走刀速度快，要注意防止撞車。

③采用圓周分線法車削多線螺紋時，小溜板刻度盤起始刻度應相同。當采用小滑板時，注意與車床主軸軸線平行。

④對于一般標準螺紋，都采用螺紋環規或塞規來測量。在測量外螺紋時，如果螺紋“過端”環規（通規）正好旋進，而“止端”環規（止規）旋不進，則說明所加工的螺紋符合要求，反之就不合格。測量內螺紋時，采用螺紋塞規，以相同的方法進行測量。

⑤由于多線螺紋的螺紋升角（多頭蝸桿的導程角）大，車刀兩側后角要相應增減。刀具有合理的修光刃光潔度會更好。

⑥數車車螺紋比普車光潔度好。所以在設備等條件允許的情形下，盡量采用數控加工螺紋。

⑦先鉆孔后加工螺紋孔時，盡量避免螺紋孔彎曲和傾斜，避免螺紋牙型不完整和歪斜。當螺距不能被整除，則只能用反正車的方法。

⑧選擇所需加工螺紋底孔的鉆頭或擴孔鉆頭。鉆頭的切削刃要鋒利，刃帶要光滑，不得有毛刺和磨損等，避免底孔刮傷或產生錐度等缺陷。

總之，加工普通車床上加工螺紋時，要注意中徑不正確，所以加工時要注意經常測量；注意螺距不正確，要調整好主軸和絲杠的軸向串動量和開合螺母間隙；牙型不正確，所以要正確刃磨和測量車刀角度；必須選擇合理的切削用量，控制尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面質量和表面粗造度等。

4 結 語

在普通車床上進行多線螺紋的加工是目前較難的加工方法之一，除此之外，在數控車床上加工多線螺紋也是常用的加工方法之一，同時也減輕了工人的勞動強度。而普通車床上加工多線螺紋，更要求操作者具有豐富的經驗和熟練的技能。通過簡單介紹對機床設備的檢查調整、螺紋車刀的正確安裝、多線螺紋切削加工中的注意事項。在高職高專院校中，普遍存在教師和學生對多線螺紋車削加工感到頭痛的問題，好多的同學在實習時無所適從，不敢操作。加之生產效率低下，工人勞動強度高等，在此也提出學院積極吸收國內外先進技術，探討用數控機床加工多線螺紋和應用宏程序高速切削多線螺紋的新方法和新技巧。

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