浅谈对车床加工螺纹常见故障的处理办法

[摘要]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。

[关键词]车床；螺纹；故障处理；办法

中图分类号：TH17 文献标识码：A 文章编号：1006-0278（2014）01-174-01

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。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。在卧式车床上能车削米制、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。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。

一、啃刀故障分析及解决方法

故障分析及解决方法：原因是车刀安装得过高或过低，工件装夹不牢或车刀磨损过大。

一是车刀安装得过高或过低过高，则吃刀到一定深度时，车刀的后刀面顶住工件，增大摩擦力，甚至把工件顶弯，造成啃刀现象；过低，则切屑不易排出，车刀径向力的方向是工件中心，加上横进丝杠与螺母间隙过大，致使吃刀深度不断自动趋向加深，从而把工件抬起，出现啃刀。此时，应及时调整车刀高度，使其刀尖与工件的轴线等高（可利用尾座顶尖对刀）。在粗车和半精车时，刀尖位置比工件的中心高出1%D左右（D表示被加工工件直径）。

二是工件装夹不牢工件本身的刚性不能承受车削时的切削力，因而产生过大的挠度，改变了车刀与工件的中心高度（工件被抬高了），形成切削深度突增，出现啃刀，此时应把工件装夹牢固，可使用尾座顶尖等，以增加工件刚性。

三是车刀磨损过大引起切削力增大，顶弯工件，出现啃刀。此时应对车刀加以修磨。

二、乱扣的产生原因及解决方法

故障分析：原因是当丝杠转一转时，工件未转过整数转而造成的。

解决方法：1.当车床丝杠螺距与工件螺距比值不成整倍数时：如果在退刀时，采用打开开合螺母，将床鞍摇至起始位置，那么，再次闭合开合螺母时，就会发生车刀刀尖不在前一刀所车出的螺旋槽内，以致出现乱扣。解决方法是采用正反车法来退刀，即在第一次行程结束时，不提起开合螺母，把刀沿径向退出后，将主轴反转，使车刀沿纵向退回，再进行第二次行程，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，就不会出现乱扣。2.对于车削车床丝杠螺距与工件距比值成整倍数的螺纹：工件和丝杠都在旋转，提起开合螺母后，至少要等丝杠转过一转，才能重新合上开合螺母，这样当丝杠转过一转时，工件转了数倍，车刀就能进入前一刀车出的螺旋槽内，就不会出现乱扣，这样就可以采用打开开合螺母，手动退刀。这样退刀快，有利于提高生产率和保持丝杠精度，同时丝杠也较安全。

三、螺距（或导程）不正确的解决方法

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：假如是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；假如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；假如是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；假如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：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。

4.出现竹节纹原因是从主轴到丝杠之间的齿轮传动有周期性误差引起的，如交换齿轮箱内的齿轮、进给箱内齿轮由于本身制造误差，局部磨损，或齿轮在轴上安装偏心造成旋转中心底，从而引起丝杠旋转周期性不均匀，引起刀具移动的周期性不均匀，导致竹节纹的出现，可以修换有误差或磨损的齿轮。

四、表面粗糙度值大的处理办法

表面粗糙度值大的原因：一是刀尖产生积屑瘤；二是刀柄刚性不够，切削时产生振动；三是车刀径向前角太大，中滑板丝杠螺母间隙过大产生扎刀；四是高速钢切削螺纹时，切削厚度太小或切屑向倾斜方向排出，拉毛已加工牙侧的表面；五是工件刚性差，且切削用量过大；六是车刀表面粗糙。

解决方法：第一，假如是积屑瘤引起的，应适当调整切削速度，避开积屑瘤产生的范围；用高速钢车刀切削时，适当降低切削速度，并正确选择切削液；用硬质合金车螺纹时，应适当进步切削速度。第二，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。第三，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。第四，高速钢切削螺纹时，最后一刀的切屑厚度一般要大于0.1mm，并使切屑沿垂直轴线方向排出，以免切屑接触已加工表面。第五，选择公道的切削用量。第六，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，砂轮刃磨车刀完后要用油石研磨。

总之，车削螺纹时产生的故障形式多种多样，既有设备的原因，也有刀具、操作者的原因，在排除故障时要具体情况具体分析，通过各种检测和诊断手段，找出具体的影响因素，采用有效的解决方法。