車削螺紋時常見故障分析及解決方法

劉偉軍 馮玉霞

摘 要：機械制造業中，螺紋零件應用得十分廣泛。用車削的方法加工螺紋，是目前最常用的加工方法。車削螺紋出現故障，會影響螺紋的正常使用。本文將分析螺紋車削時的常見故障，并制定解決方法。

關鍵詞：螺紋;故障;分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.016

螺紋按其截面形狀（牙型）分為三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋等。三角形螺紋用于聯接，矩形、梯形和鋸齒形螺紋用于傳動，其中梯形螺紋是最常用的傳動螺紋。車削螺紋時出現故障，會導致螺紋無法使用、傳遞運動不準確、使用壽命縮短等問題，因此分析車削螺紋的故障，制定相應的解決方法刻不容緩。

1 車削螺紋故障分析

根據教學過程中發現的問題，分析普通車床車螺紋時常見的故障。

（1）啃刀。啃刀是指在車螺紋時，刀具將螺紋側面“啃掉”一部分，致使螺紋產生缺陷。產生原因有以下幾點：1）車刀高度不合適，車刀裝夾過高時，吃刀至一定深度后，車刀后刀面頂在工件圓柱面，摩擦力過大甚至頂彎工件，造成啃刀現象;車刀裝夾過低時，吃刀深度不斷自動趨向加深，從而把工件抬起，切削力過大，造成啃刀或崩刀、撅件現象;2）車刀磨損嚴重，切削力急劇增大，極易出現啃刀;3）工件裝夾不牢固，螺紋車削時切削力較大，若工件裝夾不牢，易發生軸向竄動或轉動，導致吃刀量發生變化，切削力過大，出現啃刀。

（2）亂扣。螺紋車削多次進刀應在同一螺旋槽內車削，當車刀運動的軌跡不在同一螺旋槽內時，牙型不在同一位置，即為產生亂扣。產生亂扣的原因如下：1）使用提開合螺母法退刀車螺紋，當車床絲杠螺距與工件螺距比值不成整倍數時，會出現亂扣;2）若工件夾持不牢固，工件發生轉動或軸向竄動，致使工件和車刀相對位置發生變化，產生亂扣;3）刀具移位，車螺紋中途更換刀具，若不做調整，車刀和螺旋槽不對應，同樣會產生亂扣;4）車床絲杠發生軸向竄動，必定會引起亂扣。

（3）螺距不正確。車螺紋時產生螺距錯誤的情形有以下幾種：掛輪搭配不當或進給箱手柄位置錯誤時會導致螺紋全長上不正確;車床絲杠螺距局部誤差（一般由磨損引起）會致使螺距局部不正確;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時，會產生螺紋全長上螺距不均勻現象。

（4）扎刀。車削梯形螺紋過程中出現以下情況時容易產生扎刀現象：1）切削力過大，螺紋車刀徑向前角過大、刀尖高度過低或刀具磨損嚴重時，切削力會急劇增大，易產生扎刀;2）車床各部分間隙過大，尤其是中、小滑板和鑲條間的間隙過大，車螺紋會導致扎刀;3）工件剛性差時車螺紋，由于切削力比較大，將工件頂彎，也會產生扎刀。

（5）牙型不正確。螺紋牙型不正確對使用性能影響較大，誘因有以下幾點：車刀角度刃磨不準確、車刀裝夾歪斜、車刀磨損嚴重。

（6）中徑尺寸不正確。螺紋中徑是螺紋的主要參數，影響到螺紋配合的精度，產生中徑不正確的原因如下：切削用量選擇不合理、刻度盤不準確、加工時未及時測量。

（7）表面粗糙度差。螺紋表面質量影響著螺紋的性能和使用壽

命，影響因素有：車刀刃口不平直、切削用量不合適、刀具剛性差以及工件或刀具振動。

2 車削螺紋故障解決方法

根據前面分析的車螺紋時容易出現的故障，現制定相應解決辦法如下：

（1）啃刀。解決螺紋啃刀要從以下幾點著手：1）車螺紋前應認真調整螺紋車刀高度，使刀尖的高度和車床回轉中心等高（采用彈性刀夾可比中心略高0.1-0.2mm）;2）及時修磨車刀，刀具嚴重磨損后停止車削，將刀具拆下修磨好后再繼續;3）車螺紋前必須將工件裝夾牢固，盡量利用限位臺階，防止工件產生軸向竄動。

（2）亂扣。解決車螺紋亂扣問題，應注意以下問題：1）倒順車法，當車床絲杠螺距與工件螺距比值不成整倍數時，車螺紋采用倒順車法車削，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;2）車螺紋前，必須檢查工件安裝的牢固性，較長的工件需借助后頂尖對零件進行后定位，防止在車削中工件發生軸向竄動;3）車螺紋中途磨刀或更換精車刀，必須采用中途對刀法，讓刀尖對準螺旋槽;4）車螺紋前，應調整絲杠與進給箱連接處的調整圓螺母進行調整，以消除連接處推力球軸承軸向間隙，防止絲杠發生軸向竄動。

（3）螺距不正確。螺紋車削時，不要急于進刀車削，應試車讓刀具在工件表面劃出螺旋線，利用量具檢驗螺距的準確性，調整車床檔位，至螺距準確后再開始正式車削。

（4）扎刀。避免車螺紋扎刀應采取以下措施：1）減小切削力，刃磨螺紋車刀徑向前角不宜過大或過小，保持10°～15°，刀尖高度和車床回轉中心高度一致，選擇合理的切削用量，避免切削力過大;2）車螺紋前機床間隙要調整恰當，特別是主軸軸承以及中、小滑板鑲條部分的間隙，不能過大;3）在車削剛性差的外螺紋時，可采用左右進刀法分層進給，以減少接觸面積。

（5）牙型不正確。為避免車螺紋時牙型不正確，應注意刃磨、安裝車刀時要借助對刀樣板或角度尺進行，避免刀尖角錯誤或安裝時產生歪斜，車削過程中選擇合理的切削用量，出現磨損后及精車環節應及時修磨或更換精車刀具，以保證正確的螺紋牙型。

（6）中徑不正確。若要保證螺紋中徑尺寸正確，精車時要詳細檢查刻度盤是否松動， 精車余量要適當，車刀刃口要鋒利，及時利用公法線千分尺測量。

（7）表面粗糙度差。車螺紋時為控制表面質量，車刀刃磨前應正確修整砂輪，刃磨后用油石精研刀具，至切削刃平直無毛刺;選擇合理的切削用量;刀桿不能伸出過長，盡量選用粗壯刀桿;調整車床床鞍壓板及中、小滑板導軌的鑲條等，保證各導軌間隙的準確性，防止切削時產生振動。

3 結束語

車削螺紋時產生的故障形式多種多樣，既有設備的原因，也有刀具、操作者等原因，在排除故障時要具體情況具體分析，通過各種檢測和診斷手段，找出具體的影響因素，采取有效的解決方法。

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山東省職業教育技藝技能傳承創新平臺“數控技能傳承創新教育平臺”資助