螺纹车削加工的工艺分析

邓守峰

摘 要 紧固、联接与传动——螺纹几乎存在于所有机器设备中。螺纹的加工方法有很多，车削加工是最常见的一种，本文针对螺纹的车削加工中影响加工质量的一些工艺问题进行分析、解读。

关键词 螺纹；车床；表面结构；联接；传动；紧固

中图分类号：TG62 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）05-0076-02

1 螺纹的分类

螺纹的分类方法有很多种，按用途可分为紧固螺纹、联接螺纹和传动螺纹。

按牙型可分为三角螺纹、矩形螺纹、圆形螺纹、梯形螺纹和锯齿型螺纹。

按螺纹的旋进方向可分为右旋螺纹和左旋螺纹，右旋螺纹为常用。

按公差等级可分为普通螺纹和精密螺纹。

按螺旋线线数可分为单线螺纹和多线螺纹，单线螺纹多用于联接，如螺栓或者螺钉、双头螺柱都属于此类。多线螺纹一般用于传动，可实现快速进升和高效进给。

另外，也可按母体形状分为圆柱螺纹和锥螺纹，按牙型尺寸分为粗牙和细牙螺纹等。

通过以上介绍，我们知道：采用螺纹进行联接时，优先选用三角形螺纹，矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动。圆柱管螺纹牙顶呈圆弧形，旋合螺纹间无径向间隙，紧密性好，可作为密封管广泛用于水、煤气、润滑等管路系统联接中。

三角形螺纹分粗牙三角螺纹和和细牙三角螺纹两种﹐细牙三角螺纹具备导程小，升角小等特点，可实现自锁，常用于薄壁管联接中、振动大或载荷不规律变化的联接。早期机床传动多选用矩形螺纹，取其传动效率高的特点，但因矩形螺纹加工工艺复杂，现在基本上被梯形螺纹所取代。随着螺纹设计及制造技术的发展，后期出现了锯齿形螺纹，它的受力边接近直角，可承受较大的单向轴向载荷，而且其具有良好的自锁性，也广泛应用在传动领域。

2 螺纹的加工方法

螺纹的加工方法有车削、铣削、磨削、攻丝、套丝、滚压等，通常都是采用成形刀具或磨具在工件上加工。

在车床上车削螺纹可采用成形车刀或螺纹梳刀，工件每转一周，要保证车刀沿工件轴向准确而均匀地移动一个导程。因螺纹的齿形要求严格、尺寸精度较高，为了有效提高加工效率，常采用成形车刀进行车削。由于成型车刀现已实现标准化、通用化，采购方便，成本也不高，所以在批量较小的情况下，一般采用此种加工方法。近年来为提高螺纹加工效率，大批量生产时常选用螺纹梳刀。螺纹梳刀的原理可以理解为多个刀片安装在一个刀体上，加工时多刀片同时加工以提高加工效率。但螺纹梳刀刀具结构复杂，并且在加工时需要承受很大的切削力，刀片磨损严重，故加工成本相对较高。普通车床车削梯形螺纹的螺距精度一般可达到8～9级；如果选用专用车床上生产，精度可获得显著提高。

精度要求不高的内螺纹也可采用攻丝加工。通过对丝锥施加一定的扭距，使其旋入工件内孔，加工出内螺纹。套丝与攻丝的加工原理相同，利用板牙在工件外圆上切出外螺纹。在合适的工艺环境下，攻丝和套丝可实现较高的加工效率，但缺点就是加工精度取决于丝锥或板牙的制造精度。

加工丝杆﹑蜗杆等工件上的梯形外螺纹，也可采用铣床加工，但对刀具及工件定位要求较高。

精密螺纹加工也可采用螺纹磨削，按砂轮截面形状不同分单线砂轮和多线砂轮两种。单线砂轮磨削能达到的螺距精度高，表面结构好面。精密丝杠、螺纹量规、蜗杆多采用这种加工方法。多线砂轮磨削又分纵磨法和切入磨法两种。纵磨法的被加工螺纹长度大于砂轮宽度，砂轮纵向移动加工螺纹；切入磨法的被磨螺纹长度小于砂轮宽度，砂轮径向切入工件表面，螺纹可一次加工成型，生产率极高，但加工精度低于纵磨法，并且砂轮修整比较复杂。

3 螺纹的车削加工

车削螺纹因加工设备普及率高，加工所用刀具结构简单，制造、刃磨和装夹都比较方便，一般中小批量生产都采用这种加工方法。但是，螺纹车削的技术要求相对较高，加工过程中很容易出现扎刀、乱扣、螺距不正确、牙型不正确、表面粗糙度大等问题，在此通过口诀对螺纹的车削加工中需要注意的几个工艺问题进行分析。

3.1 一紧二对中

一紧：车削螺纹时，刀具和工件的安装必须装夹牢固、可靠，车刀的刀尖对准工件的回转中心。工件装夹不紧时，在切削力的作用下出现较大的挠性变形，破坏了车刀与工件正确的相对位置，工件在切削力的作用下抬高，出现扎刀现象。

二对中：车刀安装过高会使刀具实际后角减小，切削时，后刀面容易与工件发生干涉，把工件顶弯，造成扎刀现象；车刀安装得过低可能使刀具实际前角增大，则切屑不易排出，也容易造成扎刀。

实际加工中，过长工件可采用一夹一顶的方法，来保证工件的正确定位和夹紧。同时采用调整刀垫厚度来保证车刀刀尖的正确位置。

3.2 三选四刃磨磨

三选：合理的吃刀量选择可以避免因切削力过大造成的扎刀现象。同时，在大螺距车削时可采用左右切削法和斜线进刀法来避免车刀多刃同时切削而造成的切削力过大。

四刃磨：车刀应经常进行修磨或者更换刀片，来保证车刀的刀刃完整、角度正确，防止因刀具磨损造成的切削力过大导致的扎刀现象。同时，保证工件加工面的表面结构。

3.3 五冷六同步

五冷：车削螺纹时，选用适当的冷却和润滑方式，可以有效的提高工件的表面结构、延长刀具使用寿命，避免切屑瘤的产生。

六同步：螺纹车削的加工原理就是要求工件的回转与车刀沿工件轴向的运动同步，否则会出现乱扣。当车床丝杠螺距与工件螺距比值不成整倍数时，应及时调整机床。解决方法是采用倒、顺车来退刀。第一次行程结束时，不提起开合螺母，把刀沿径向退出，将主轴反转，使车刀沿工件轴线方向退回，再进行第二次车削，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。

采用倒顺车时，主轴换向不能过快，否则容易使车床传动件损坏。

3.4 七测八不动

七测：车削螺纹时，应根据不同的质量要求和生产批量的大小，选择单项测量法和综合检测法，来对加工效果进行及时、准确的测量，来保证螺纹尺寸参数的精度。质量要求高的工件采用三针测量法，以获得较高的测量精度。

八不动：螺纹加工过程中，车床丝杠、主轴的轴向间隙过大，溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴，燕尾导轨磨损而造成刀架运行不稳定，挂轮间隙过大等，都容易造成螺纹加工的螺距不正确、螺距不均等现象。加工前应对车床丝杠的调整圆螺母，主轴后调整螺母，进行检查、调整，消除丝杠轴承的轴向间隙，保证丝杠、主轴定位可靠无窜动。并且定期检查燕尾导轨磨损情况及挂轮间隙，以达到正确的配合要求。

螺纹加工的质量保证既取决于机床、刀具、量具的正确使用，也需要操作者具有丰富的经验，本文仅针对笔者在螺纹车削加工中的遇到的一些常见问题做一阐述，不足之处敬请谅解。

参考文献

[1]王公安.车工工艺学（第四版）[M].中国劳动社会保障出版社，2005.

[2]邱言龙主编.车工实用技术手册[M].中国电力出版社，2010.

[3]金关梁，金在福.螺纹加工与测量手册[M].国防工业出版社，1982.

[4]（日）技能士の友编集部.螺纹加工[M].机械工业出版社，2010.endprint